2.1 a mp estratigrafiÌa y sedimentologiÌa
TRANSCRIPT
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
1/274
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
2/274
2 Estratigrafa y Sedimentologa
NDICE
PRESENTACIN ....................................................................... 4
INTRODUCCIN ....................................................................... 7
OBJETIVO GENERAL ............................................................... 12
ESTRATIGRAFA Y SEDIMENTOLOGA ...................................... 13
1. INTRODUCCIN A LA SEDIMENTOLOGA ........................ 13
1.1 Procesos en la generacin de sedimentos ......................... 15
1.2 Transporte de sedimentos .............................................. 23
2. SEDIMENTOS SILICICLSTICOS O TERRGENOS ............ 34
2.1 Propiedades y composicin de los sedimentos ................... 34
2.2 Composicin de las rocas clsticas ................................... 51
3. SEDIMENTOS CARBONATADOS ....................................... 62
3.1 Composicin de las rocas carbonatadas ............................ 62
3.2 Otras rocas qumicas ..................................................... 65
4. PROCESOS DIAGENTICOS ............................................. 72
4.1 Principales procesos diagneticos .................................... 72
4.2 ndices diagenticos ...................................................... 79
4.3 Tipos de diagnesis ....................................................... 83
5. ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS ..................................... 85
5.1 Clasificacin de las estructuras sedimentarias ................... 85
6. AMBIENTES DE DEPSITO ............................................ 108
6.1 Facies sedimentarias .................................................... 1086.2 Ambientes sedimentarios ............................................. 130
7. EJEMPLOS DE PALEOAMBIENTES SEDIMENTARIOS DE
MXICO ................................................................................ 168
8. INTRODUCCIN A LA ESTRATIGRAFA ......................... 180
8.1 Principios estratigrficos ............................................... 180
8.2 Estrato, estratificacin y laminacin ............................... 187
9. CLASIFICACIN ESTRATIGRFICA ............................... 192
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
3/274
3 Estratigrafa y Sedimentologa
9.1 Nomenclatura y unidades estratigrficas ........................ 192
10. LITOESTRATIGRAFA .................................................... 197
10.1 Unidades litoestratigrficas ......................................... 197
10.2 Unidades litodmicas ................................................. 207
10.3 Unidades aloestratigrficas ......................................... 209
11. BIOESTRATIGRAFA ..................................................... 212
12. OTRAS CATEGORAS DE UNIDADES ESTRATIGRFICAS 219
12.1 Magnetoestratigrafa .................................................. 219
12.2 Cronoestratigrafa ...................................................... 221
12.3 Geocronologa ........................................................... 222
13. SNTESIS ESTRATIGRFICA ......................................... 225
13.1 Discontinuidades estratigrficas ................................... 225
13.2 Tipos de discontinuidades estratigrficas/discordancias 227
13.3 Ciclos estratigrficos .................................................. 234
13.4 Mapas geolgicos ....................................................... 242
13.5 Secciones geolgicas .................................................. 246
13.6 Cuencas sedimentarias ............................................... 248
13.7 Correlacin estratigrfica ............................................ 254
13.8 Estratigrafa de secuencias .......................................... 262
CONCLUSIONES ................................................................... 267
GLOSARIO............................................................................ 269
BIBLIOGRAFA ..................................................................... 274
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
4/274
4 Estratigrafa y Sedimentologa
PRESENTACIN
Actualmente, dado el proceso de modernizacin que vive el pas, es
una de las preocupaciones de la Administracin Pblica la
preparacin de cuadros laborales. En este sentido, la capacitacin de
futuros expertos en las especialidades que PEMEX necesita, adquiere
especial relevancia por el significado que tiene como empresa pblica
paraestatal mexicana petrolera, encargada de administrar la
exploracin, explotacin y ventas de petrleo.
Por lo tanto, se ha venido dando mucho nfasis a la reconocida
importancia que es la integracin y compenetracin del personal con
sus propias funciones y con las dems a fin de transmitir, difundir y
acrecentar el conocimiento que apoye al cumplimiento de los
objetivos organizacionales. Ya que el factor humano es cimiento y
motor de toda organizacin y su influencia es decisiva en eldesarrollo, evolucin y futuro de la misma.
En el presente manual abordaremos temas que permitan generar un
panorama amplio y claro de la Estratificacin y Sedimentacin,
especialidades que dentro de la organizacin son consideradas
sustantivas, as como te proporcionar elementos tcnico-
metodolgicos para la imparticin de cursos con un nivel ptimo deeficiencia.
El curso es de suma importancia para quienes se integran al
Programa de la Especialidad de Geociencias , ya que te al
trmino del curso ser capaz de identificar a las rocas sedimentarias y
con base a la descripcin de sus caractersticas, establecer los
procesos y las condiciones que intervinieron en su formacin. As
como definir sus lmites y variaciones espaciales, laterales y
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
5/274
5 Estratigrafa y Sedimentologa
verticales, y temporales, con el fin de responder a los
requerimientos de la organizacin.
El beneficio que tendrs ser obtener los conocimientos, habilidades
y actitudes necesarias para continuar el proceso de formacin que
ofrece PEMEX a travs de este programa.
Este curso est dirigido a personal de nuevo ingreso que desea
laborar en Petrleos Mexicanos y que cursaron las carreras de
Geologa, Geofsica y Geociencias.
El curso se desarrolla de manera presencial en 40 horas distribuidas en
trece lecciones, el manual estructura cada una de ellas con un
contenido especfico, que integrados permitirn llegar al objetivo
planteado.
La estructura del manual es la siguiente:
1. introduccin a la sedimentologa
2. Sedimentos siliciclsticos o terrgenos
3.
Sedimentos carbonatados
4. Procesos diagenticos
5. Estructuras sedimentarias
6.
Ambientes de depsito7.
Ejemplos de paleoambientes sedimentarios de Mxico
8. Introduccin a la estratigrafa
9. Clasificacin estratigrfica
10.Litoestratigrafa
11.Bioestratigrafa
12.Otras categoras de unidades estratigrficas
13.Sntesis estratigrfica
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
6/274
6 Estratigrafa y Sedimentologa
Te recomendamos que te bases en el manual del participante para el
desarrollo del curso, y adems que los complementes con la
informacin que expondr el instructor; en la parte final se presenta
la bibliografa que te servir como apoyo para comprender ms a
fondo los temas que en este manual se consideran
Te damos la ms cordial bienvenida a esta experiencia de
enseanza.
Bienvenido!
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
7/274
7 Estratigrafa y Sedimentologa
INTRODUCCIN
La Estratigrafa y la Sedimentologa son ramas de la Geologa que
permiten entender mejor el comportamiento de las rocassedimentarias, su origen, distribucin, relaciones espaciales y
temporales; es por eso que en el trabajo de exploracin petrolera es
necesario hacer un trabajo detallado de estos aspectos para poder
tener un conocimiento detallado de las caractersticas geolgicas de
las zonas de inters y as construir un modelo fiel de los elementos
geolgicos de la regin.
El desarrollo de los trece temas que incluye el manual te permitir
cumplir con el objetivo general del curso que esta enfocado en la
aplicacin delos conocimientos en el proceso exploratorio; te dar
herramientas de anlisis sedimentolgico, te permitir clasificar los
diferentes tipos e rocas, identificar los ambientes de depsito, las
relaciones estratigrficas, las caractersticas litolgicas, de contenido
fsil, de edad, y basado en todos estos elementos podrs construir
mapas geolgicos, secciones geolgicas y realizar correlaciones
estratigrficas.
La Sedimentologa estudia los procesos de formacin, transporte y
depsito de material que se acumula en forma de sedimentos en
ambientes continentales, marinos, y mixtos
El intemperismo, la erosin y el transporte, adems de la
acumulacin o depsito dan origen a la formacin de sedimentos. Y
los agentes de transporte.
Los sedimentos se forman a partir de rocas preexistentes y se clasifican
como: sedimentos clsticos y no clsticos. Se estudian diferentespropiedades de los sedimentos como granulometra, geometricidad y
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
8/274
8 Estratigrafa y Sedimentologa
ecuanticidad, esfericidad, platidad (ndice de aplastamiento), circularidad y
redondez.
Los sedimentos se clasifican por su tamao en gravas, arenas, limos y
arcillas. La clasificacin de las rocas sedimentarias clsticas con base en el
tamao de sus detritos considera tres grupos principales: conglomerados,
areniscas y lutitas. La composicin de los fragmentos que componen la roca
tambin es considerada para otras clasificaciones.
Las rocas carbonatadas se clasifican como rocas ortoqumicas y
aloqumicas; y existe clasificacin textural en base a las proporcionesde aloqumicos y lodo calcreo.
Otras rocas qumicas que son rocas silceas, rocas carbonosas, rocas
ferruginosas y rocas fosfticas.
La diagnesis son los procesos fsico/qumicos y biolgicos que se
producen despus que fueron depositados los sedimentos, y Losprocesos diagenticos ms importantes son disolucin,
recristalizacin, reemplazamiento mineral, cementacin,
compactacin y cristalizacin autignica.
Las estructuras sedimentarias son atributos de las rocas sedimentarias y
definen la disposicin geomtrica de los elementos que constituyen un
sedimento; es una consecuencia de los agentes geolgicos y de los procesosfsicos, qumicos y biolgicos.
Las facies sedimentarias son cuerpos de roca caracterizados por una
particular combinacin de rasgos paleontolgicos y litolgicos; se
tienen diferentes tipos de facies: litofacies, biofacies, icnofacies,
microfacies, electrofacies, sismofacies y tectonofacies.
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
9/274
9 Estratigrafa y Sedimentologa
Los factores que controlan los cambios de facies son el clima; y el tipo y
volumen de sedimentos.
Un ambiente sedimentario es una regin donde se lleva a cabo el
depsito y la acumulacin de los y est condicionado principalmente
por el clima y el rgimen tectnico y se clasifican medios
continentales, marinos y transicionales.
La Estratigrafa estudia e interpreta las rocas sedimentarias
estratificadas y es utilizada para conocer las relaciones entre el
conocimiento bsico (investigacin bsica o pura) y el conocimientoaplicado (investigacin aplicada).
Los principios fundamentales de la Estratigrafa son la base para
entender la historia y evolucin de la Tierra.
Una unidad estratigrfica es un conjunto de estratos adyacentes que
se distinguen por una o varias de las muchas propiedades que lasrocas poseen.
En el Cdigo Estratigrfico Norteamericano las unidades geolgicas se
basan en sus caractersticas litolgicas, en el contenido
paleontolgico, en los lmites fsicos y en las categoras relacionadas
con la edad.
Las clasifica de acuerdo a su contenido litolgico es unidades
litoestratigrficas, litodmicas y aloestratigrficas.
Se estudian las unidades bioestratigrficas en base a su contenido
fsil.
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
10/274
10 Estratigrafa y Sedimentologa
Las unidades de magnetopolaridad se definen por sus propiedades
magnticas remanentes especficas.
Las unidades cronoestratigrficas son cuerpos de roca que sirven
como referencia material para todas las rocas que se formaron
durante el mismo intervalo de tiempo.
Las unidades geocronolgicas son divisiones de tiempo que
tradicionalmente se distinguen sobre la base del registro de las rocas.
Una discordancia es la relacin gentica entre dos unidades
litoestratigrficas superpuestas entre cuyo depsito se identifique una
interrupcin sedimentaria medible.
Un ciclo de variacin eusttica del nivel del mar es el intervalo de
tiempo geolgico durante el cual ocurre un levantamiento gradual,
seguido por una fase de estabilidad y una rpida cada.
Los mapas geolgicos representan la distribucin geogrfica de los
cuerpos rocosos. Se utilizan tambin mapas de contornos
estructurales que son la proyeccin en el plano horizontal de niveles
estratigrficos (cima o base); y los mapas de ispacas en la
representacin de la variacin de espesor de secuencias
estratigrficas.
Una seccin geolgica puede ser del tipo estructural para definir
fallas, pliegues y definir el marco estructural.
Las cuencas sedimentarias se clasifican de acuerdo con el tipo de
sustrato (cuencas sobre sustrato de corteza ocenica, cuencas sobre
sustrato de corteza contiental, cuencas sobre sustrato de corteza
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
11/274
11 Estratigrafa y Sedimentologa
ocenica-continental); y de acuerdo al ambiente tectnico (cuencas
en extensin, cuencas en compresin, cuencas transformantes).
La correlacin estratigrfica es un procedimiento que sirve para
establecer la correspondencia entre partes geogrficamente
separadas de una unidad geolgica.
Se utilizan mtodos de correlacin a cualquier criterio que demuestre
la equivalencia de dos o ms unidades estratigrficas en diferentes
secciones estratigrficas, entre ellos se tienen: Litocorrelacin,
Biocorrelacin. Cronocorrelacin, Mtodos Geofsicos, Indicadores
mineralgicos y geoqumicos, Paleomagnetismo, Mtodos
radiomtricos y Ritmoestratigrafa.
La Estratigrafa de secuencias es la metodologa que permite definir
un cuadro cronoestratigrfico a escala global basndose en la
datacin precisa de las lneas de tiempo.
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
12/274
12 Estratigrafa y Sedimentologa
OBJETIVO GENERAL
Al trmino del curso, el participante valorar de forma escrita en una
evaluacin, los aspectos sedimentolgicos y estratigrficos que son
de aplicacin en proyectos de exploracin y de desarrollo de campos
petroleros. Desarrollar los procesos de formacin de sedimentos,
los tipos de rocas que estos originan, los ambientes sedimentarios,
adems de los procesos y condiciones de cambios que experimentan
(diagnesis); explicar la clasificacin de las rocas sedimentarias
utilizando diferentes criterios geolgicos. Definir los lmites, la
geometra y distribucin de las unidades estratigrficas considerando
sus variaciones espaciales y temporales dentro de una cuenca
sedimentaria.
Asimismo definir de forma breve y por escrito, los conceptos
sedimentolgicos y estratigrficos en los ejercicios que se aplicarndurante el curso, con la finalidad de que estos conocimientos sean
aplicables para interactuar con profesionistas de las especialidades
que participan en la exploracin petrolera y contribuir en el buen
desarrollo de un proyecto especfico.
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
13/274
13 Estratigrafa y Sedimentologa
TEMAS Y SUBTEMAS
ESTRATIGRAFA Y SEDIMENTOLOGA
1. INTRODUCCIN A LA SEDIMENTOLOGA
Objetivo particular: Al trmino del tema, el participante explicarlos conceptos bsicos de Sedimentologa para su aplicacin en elestudio de secuencias sedimentarias de inters econmico-petrolero.
La superficie de la Tierra es sorprendentemente dinmica, cambia por
mltiples procesos a lo largo del tiempo. Existen procesos endgenos
formadores de montaas, y sus opuestos (exgenos) que mueven
continuamente material desde las zonas de mayor elevacin a zonas de
menor elevacin. Estos ltimos procesos corresponden con el
intemperismo, la erosin y el transporte, los cuales junto con la
acumulacin o depsitodan origen a la formacin de sedimentos los que
posteriormente forman las rocas sedimentarias.
Las caractersticas de una roca sedimentaria quedan determinadas por las
partculas que contiene. Caractersticas como el tamao y la forma del
grano o la presencia de fsiles pueden ayudar a clasificar este tipo de rocas.
La descripcin, clasificacin e interpretacin depender por lo tanto de las
caractersticas fsicas y qumicas de los sedimentos que las componen, por
ejemplo: las rocas sedimentarias detrticas estn constituidas por
fragmentos de rocas ms antiguas cuyas fuentes de origen pueden estar
situadas a cientos de kilmetros, esas rocas se fragmentaron debido a la
lluvia, el viento, la nieve o el hielo, y las partculas resultantes son
arrastradas y depositadas. Las rocas sedimentarias qumicas se forman a
partir de minerales disueltos en el agua cuando el agua se evapora o se
enfra, los minerales disueltos precipitan y forman importantes
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
14/274
14 Estratigrafa y Sedimentologa
acumulaciones que al litificarse forman rocas de origen qumico. En
ocasiones estas ltimas se pueden mezclar con sedimentos detrticos.
Cuando las rocas son afectadas por condiciones diferentes a las que ledieron origen se transforman; por ejemplo, si estn expuestas a la
atmsfera, hidrosfera o a la biosfera se fragmentarn, disgregarn y hasta
pueden modificar su mineraloga parcial o totalmente. Las partculas que
resultan dan origen a los sedimentos. Los sedimentos pueden derivarse de
rocas preexistentes o directamente de la actividad volcnica y biolgica.
Cuando el sedimento se deposita se dice que ha tenido un proceso de
sedimentacin y cuando se consolidan (litifican) forma a las rocassedimentarias.
La Sedimentologa es la rama de la Geologa que se encarga de estudiar los
procesos de formacin, transporte y depsito de material que se acumula
en forma de sedimentos en ambientes continentales, marinos, y mixtos,
eventualmente forma las rocas sedimentarias (Nichols, 2009). La
sedimentologa interpreta y reconstruye las caractersticas de Trata de los
ambientes sedimentarios del pasado. Estos procesos ocurren sobre o muy
cerca de la superficie terrestre (Figura 1 y 2).
Figura 1. Los procesos sedimentarios son todos aquellos que intervienen en la generacin,transporte y acumulacin de sedimentos hasta su transformacin en rocas sedimentarias.
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
15/274
15 Estratigrafa y Sedimentologa
Figura 2. Los procesos que dan origen a los sedimentos hasta la formacin de rocas sonconocidos como procesos sedimentarios. (Modificada de Nichols, 2009).
1.1 Procesos en la generacin de sedimentos
Objetivo especfico: Al trmino del subtema, el participanteidentificar los procesos de formacin de sedimentos: intemperismoy erosin, y su clasificacin con base en los elementos y procesosinvolucrados.
Intemperismo o meteorizacin
Es la accin combinada de procesos (climticos, biolgicos, qumicos, etc),
que afectan a los materiales rocosos formando sedimentos, los cuales
pueden ser transportados por los agentes de la erosin terrestre (agua
corriente, hielo glaciar, olas y viento), y tambin son acarreados por la
influencia de la gravedad para acumularse en otros lugares.
El intemperismo o meteorizacin es el proceso que produce la materia
prima de los sedimentos, mediante los cuales la roca es descompuesta y
desintegrada por la exposicin continua a los agente atmosfricos,
transformando a las rocas masivas y duras en un manto residual que puede
ser finamente fragmentado.
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
16/274
16 Estratigrafa y Sedimentologa
Al quedar expuestas las rocas sobre la superficie terrestre son sometidas a
las condiciones ambientales, propiciando su desgaste y descomposicin, es
decir, el intemperismo es el resultado de las interacciones entre la
atmsfera, hidrosfera y biosfera con la geosfera.
El grado de intemperismo depende de: temperatura, disponibilidad de agua,
composicin del material de origen o fuente y tamao de partculas.
Hay dos tipos de intemperismo: fsico o mecnico y qumico.
Intemperismo fsico o mecnico
Es un proceso por el que las rocas se rompen en fragmentos ms y mspequeos, como resultado de la energa desarrollada por las fuerzas fsicas.
Por ejemplo, cuando el agua se congela en una roca fracturada, la presin
debida a la expansin del agua congelada puede desarrollar suficiente
energa para astillar fragmentos de la roca (Figura 3).
Figura 3. El agua se introduce en las microfracturas de la roca y cuando se congela seexpande, ejerciendo un esfuerzo lo bastante grande para romper la roca. Cuando la roca
experimenta este tipo de intemperismo, se rompe en fragmentos cada vez ms pequeos,que conservan cada uno las caractersticas del material original. Tomada de Press y Siever et
al. (1998).
Los factores que controlan la fragmentacin fsica son: planos de debilidad
(diaclasas, fracturas, planos de estratificacin, etc.), cambios detemperatura y la accin de los organismos (Figura 4).
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
17/274
17 Estratigrafa y Sedimentologa
Otro tipo de intemperismo mecnico, se da por la accin de las plantas, que
desempean tambin un papel importante. Las races de los rboles y
arbustos que crecen en las grietas de la roca ejercen, a veces, presin
suficiente para desalojar fragmentos de roca que han quedado sueltos
previamente, como tambin las races de los rboles levantan y agrietan el
pavimento de las banquetas; renen caracteres tanto fsicos (accin de
races, organismos del suelo, etc.) como qumicos (bioqumicos) producidos
por la solucin de materiales y por la accin de bacterias, cidos hmicos.
Figura 4.A.Intemperismo por accin orgnica. La penetracin de las races entre las rocascon el tiempo propicia su fragmentacin y posteriormente su disgregacin. Localidad: Casa
de Corts, Antigua, Veracruz. B.Los planos de fractura y estratificacin forman cuas ybloques que con relativa facilidad se desprenden. C.Localidad: Arroyo Ahuatln, Minatitln,
Colima.
Intemperismo qumico
Ocurre cuando los minerales son alterados qumicamente y algunos de sus
elementos qumicos se disuelven en agua. Son reacciones qumicas entre
los minerales de la roca y su medio ambiente (aire y agua). Por ejemplo, el
agua de lluvia disuelve pequeas cantidades de CO2 atmosfrico y al
BA
C
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
18/274
18 Estratigrafa y Sedimentologa
desplazarse en el sustrato terrestre tambin disuelve el CO2 de la
vegetacin en descomposicin, con la que produce una solucin ligeramente
cida (cido carbnico: H2CO3).
H2O + CO2 H2CO3 H + HCO3
Entonces este compuesto reacciona con las rocas transformando a algunos
de sus minerales. Por ejemplo, en el feldespato potsico (KAlSi3O8), el in K
es reemplazado por uno de H, como se indica a continuacin:
4KalSi3O8+ 4H + 2H2O AlSiO10(OH)8+ 4K + 8SiO2
(Feldespato K) (Kaolinita) (en solucin)
Los piroxenos al reaccionar con el oxgeno producen hematita y slice
disuelto en el agua(Figura 5):
4(FeSiO3) + O2 2(Fe2O3) + 4(SiO2)
Piroxeno de Fe + oxgeno hematita + slice disuelto
H2O + CO2 H2CO3 H + HCO3
Figura 5. El piroxeno contiene fierro, el cual se disuelve liberando molculas de xido deslice y hierro ferroso en la solucin. El hierro ferroso es oxidado por molculas de
oxgeno para forma hierro frrico. El hierro frrico se combina con agua para precipitarseen un slido en forma de xido de fierro en la solucin. Tomada del Understanding
Earth; Prees y Siever et al. 1998.
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
19/274
19 Estratigrafa y Sedimentologa
Otro ejemplo es la disolucin de los carbonatos (Ca y Ca-Mg) por la accindel H2CO3
CaCO3 + H2CO3 Ca2+
+ 2(HCO3)-
Calcita
La primera reaccin se le conoce como hidrlisis, la segunda es la oxidacin
y la tercera disolucin. En la tabla 1 se enlistan algunos minerales
formadores de roca y los minerales que se originan por efecto del
intemperismo qumico y los productos en solucin.
Productos del intemperismo qumicoMineralesoriginales
Granos minerales y mineralesproducidos por el intemperismo
Elementos ycompuestos qumicosen solucin
Cuarzo Granos de cuarzo SiO2Feldespato Minerales arcillosos SiO2, K, Na, CaAnfboles
(hornblenda)Minerales arcillosos y xidos
(limolita y hematita)SiO2, CA, Mg
Olivino xidos (limolita y hematita) SiO2, MgTabla 1. Productos del intemperismo qumico (Modificada de Tarbuck, 2009).
Cuando la roca es expuesta en la superficie terrestre, las condiciones a las
que est sujeta (presin y temperatura) cambian considerablemente,
produciendo una descompresin, lo cual propicia que las capas externas de
la roca se expandan separndolas del resto de la roca. A este tipo de
intemperismo se le conoce como exfoliacin (Figura 6A). Por otro lado,
cuando la roca tiene una forma inicial de bloque y comienza a producir
formas esfricas se le llama intemperismo esferoidal y est relacionado al
intemperismo qumico (Figura 6).
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
20/274
20 Estratigrafa y Sedimentologa
Figura 6.A.Al expandirse las capas exteriores de la roca se separan del resto de la masa ydan lugar a la exfoliacin. Localidad: Puente Santa Lucia, Puebla. B.Cuando comienzan a
crearse formas esfricas a partir de un bloque, se habla de intemperismo esferoidal.Localidad: La Palma, Zezontepec, Oaxaca.
La velocidad del intemperismo es controlada por la composicin
mineralgica de la roca, el relieve, el clima y el tiempo. Los factores
principales que controlan al intemperismo se presentan en la tabla 2.
Propiedadesoriginales de
la roca
Intensidad del intemperismo
Bajo Moderado Alto
Solubilidadmineral
Ej. Cuarzo Ej. Piroxenos y Feldespatos K Ej. Calcita
Estructura de laroca
Masiva con algunas zonas de debilidad fracturada o dispuestaen planos
ClimaPrecipitacinpromedio
Baja Moderada Alta
Temperatura Fra Moderada AltaPresencia o ausencia de sueloEspesor de suelo Sin desarrollo de suelo Delgado o moderado GruesoActividad
orgnica
Escasa Moderada Abundante
rea deexposicin
Poca Moderada Extensa
Tabla 2. Factores que controlan el intemperismo (Modificada de Tarbuck, 2005).
Erosin o denudacin
Es la disgregacin y desgaste de las rocas por la accin de una serie de
agentes que remueven y producen sedimentos (Figura 7). La erosin
implica transporte de sedimentos a travs de los agentes que los producen
(tabla 3).
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
21/274
21 Estratigrafa y Sedimentologa
Figura 7. La erosin implica desplazamiento de partculas, lo cual propicia la formacin de unrelieve ms bajo.
Los agentes de transporte son el agua en forma de lluvia o de corrientes
superficiales (fluviales) o marinas; la gravedad, que junto con el agua
producen flujos de masa y deslizamientos por saturacin de agua. El viento
y el hielo tambin son agentes erosivos. En la tabla 7 se enlistan los
agentes erosivos y las formas a las que dan origen.
La principal diferencia entre un proceso erosivo y el intemperismo, es el
transporte que sufren las partculas. En especial el agua, el viento y el hielo
mueven los componentes producidos por el intemperismo de un lugar a
otro, una vez removidas las partculas del suelo, se les dar el nombre de
sedimentos y sern transportados hasta que finalmente se depositen en una
cuenca sedimentaria.
Edafizacin
Al material disgregado y distribuido heterogneamente con o sin
intemperismo del material parental (roca original) y que descansa
directamente sobre roca inalterada se le conoce como regolito. Mientras que
a los depsitos in situ formados por la disgregacin del material parental
debido a un intemperismo intenso (disolucin particularmente) y que no
han sido removidos por los agentes erosivos forman el depsito residual;
por ejemplo, terra rosa y humus.El regolito y los depsitos residuales dan
origen al suelo.
Montaas Montaas erosionadas
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
22/274
22 Estratigrafa y Sedimentologa
Agente deerosin
Tipo de erosin Formas erosivas
Agua en forma delluvia
Pluvial bajadas
Agua en forma decorrientes fluviales Fluvial (abrasin)
Circos de erosin, valles en formade V, terrazas, planicies deinundacin
Agua en forma decorrientes marinas
Erosin marina Terrazas y escarpes marinos
Hielo Erosin glaciar(ablacin)
Circos, horns, valles en forma deU, etc.
Gravedad + agua(flujos de densidad(lodo, detritos)
Deslizamientos y flujos de masas(avalanchas)
Viento Erosin elica (deflacin) Dunas, BarjanesTabla 3. Agentes de erosin. Cada uno de estos agentes produce formas de relieve
caractersticas. (Modificada de Tarbuck, 2005).
Cuando el intemperismo y la erosin actan sobre las rocas o sedimentos
suelen transformarlos en suelo. Por definicin se llama suelo a la capa ms
superficial de la corteza terrestre que sostiene la vegetacin, es decir,
biolgicamente es activa. Se caracteriza por una serie de horizontes con
rasgos distintivos e identificables, originados por cambios fsicos y qumicos
de la roca expuesta (Figura 8).
En el suelo se llevan a cabo una serie de procesos fsico-qumicos y
biolgicos controlados por:
a. Las caractersticas de la roca aflorante:
1. Composicin y grado de solubilidad/estabilidad mineral).
2. Textura (tamao de grano y porosidad).
3. Estructura (estratificacin y porcentaje de fracturamiento).
b. Tiempo. Cortos o largos periodos de exposicin.
c. Clima. Temperatura y humedad del ambiente y en el sustrato (gradientes
de temperatura diaria).
d. Plantas y animales.
e. Relieve.
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
23/274
23 Estratigrafa y Sedimentologa
Estos factores dan origen a una amplia gama de tipos de suelo que
bsicamente estn compuestos por capas horizontales. Estas capas
horizontales son tres: A, B y C, sin embargo, en la actualidad se han
incluido al horizonte O y E (Figura 8).
Figura 8. Perfil de suelo. El suelo se divide en una serie de capas u horizontes que van desdela C a la A e incluyen al horizonte E, caracterizada por procesos de lixiviacin y al O dondeexiste materia orgnica parcialmente descompuesta y suelta.
1.2 Transporte de sedimentos
Objetivo especfico: Al trmino del subtema, el participantedescribir las principales caractersticas de los agentes detransporte de los diferentes tipos de sedimentos y los de depsitos
que se forman en las zonas de sedimentacin.
El transporte es el mecanismo por el cual el material intemperizado es
trasladado de un lugar a otro, hasta las depresiones y cuencas en las que se
depositan.
Las causas del transporte son debidas a una necesidad fsica del sedimento,
debido a que se origina en lugares que se encuentran por encima del nivel
base; en otras palabras, el sedimento presenta una alta energa potencial, yse halla en desequilibrio frente al campo gravitatorio terrestre, por
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
24/274
24 Estratigrafa y Sedimentologa
consiguiente, requiere transportarse a lugares en los que su energa
potencial disminuya; sin embargo, los clastos no sufrirn transporte si no
son auxiliado por fluidos que faciliten el proceso.
Los medios y agentes de transporte son:
1. Gravedad. Los sedimentos se mueven nicamente por cada libre.
2. Agua. Los sedimentos viajan inmersos en corrientes fluviales, marinas o
de densidad.
3. Hielo. Los sedimentos se desplazan por el movimiento de los glaciares.
4. Flujos de densidad variables (incluyen a los flujos producidos por el
viento y el agua). Los sedimentos se mueven por efecto de la gravedad y la
proporcin de partculas slidas que estn en movimiento.
Cada uno de los medios de erosin/transporte tiene una determinada
velocidad a la que erosiona transporta y deposita sedimentos, lo cual
origina que tengan tambin una capacidad de carga determinada (tamaos
de partculas que pueden desplazar) en funcin de su velocidad.
Dinmica de flujo
Se refiere al medio de transporte y su velocidad, as como a la cantidad ytipo de partculas que de acuerdo con su tamao y densidad puede
desplazar. Esto permite que los sedimentos puedan ser transportados por
suspensin, saltacin, arrastre y traccin (tabla 8). Los tipos de flujo son;
laminar y turbulento.
En el flujo laminarel movimiento del flujo es continuo y uniforme donde los
sedimentos siguen trayectorias paralelas entre s (Figura 9A).
En el flujo turbulentolas trayectorias de los sedimentos tienen cambios de
direccin donde las lneas de corriente estn desorganizadas formando
remolinos o turbulencias, pero en general el flujo sigue corriente abajo
(Figura 9B).
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
25/274
25 Estratigrafa y Sedimentologa
Figura 9.A.Flujo laminar, cada una de las lneas de flujo son paralelas entre s. B.Flujoturbulento. Las lneas de flujo tienen trayectorias caticas pero en general el flujo siempre va
corriente abajo. (Modificado de Nichols, 2009).
Para caracterizar los diferentes tipos de flujo se usa un parmetro
adimensional conocido como nmero de Reynols (Re). Si el Rees pequeo
(< 500) el flujo es laminar y si Rees alto (>2000) el flujo es turbulento.
Conforme la velocidad del agente de transporte se incrementa y el flujo
tiende a ser turbulento:
Re= (ed)/
Nmero de Reynols (Re)
Velocidad de flujo(e)
Densidad () y Viscosidad del fluido();
Dimetro de la tubera en la que se mueve el fluido(d)
Si V = / y V=viscosidad cinemtica del fluido Re= (ed)/ V
Vaire< Vagua
Cuando el flujo es de alta viscosidad cinemtica (alta y baja ), es decir,
cuando tienen cierta resistencia al movimiento y no alcanzan altas
velocidades, el flujo es laminar. Como ejemplos de flujos laminares tenemos
los siguientes: flujos de hielo, flujos de agua superficiales a baja velocidad,
los de detritos y los flujos de lava basltica en su parte inferior donde la
temperatura es mayor.
Si la velocidad se incrementa pueden llegar a transformarse en flujos
turbulentos, donde la viscosidad cinemtica es baja (es igual o menor a
), permitiendo el movimiento fcilmente. Entonces el flujo puede alcanzar
altas velocidades y tiende a ser turbulento, aun a ms bajas velocidades
que los de alta V. Ejemplos de estos flujos: La mayora de los flujos de
A B
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
26/274
26 Estratigrafa y Sedimentologa
densidad, con carga de partculas ya sean de aire o agua (alta y baja ),
as como los flujos de aire de baja velocidad.
Transporte de los sedimentos
Los sedimentos son transportados como una carga del flujo, dependiendo
de su velocidad, ya sea de agua o aire, es la manera en que viajarn, y
puede ser en disolucin o por suspensin, saltacin, arrastre y traccin
(tabla 3).
Tabla 3. Tipos y medios de transporte (modificada de Roux, 2000).
Medios de
transporte
Tipo de transporte
Gravedad
Cada de rocas
Deslizamiento de rocas
Desmoronamiento
Deslizamiento dedetritos
De tierra(material fino)De barro (dedetritos deroca)
Corrientes de turbiedad
Agua y aire
Solucin
Suspensin
Saltacin
Traccin
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
27/274
27 Estratigrafa y Sedimentologa
La carga de sedimentos y la propia energa del flujo del agua dan lugar a
marcas en los sedimentos (estructuras sedimentarias). Al desgaste
producido por la erosin de la carga en los ros se le conoce como abrasin.
La carga que viaja por arrastre y saltacin origina marcas de objetos en ellecho de la corriente tool marks (Figura 10).
Figura 10. Marcas de objetos tool marks producidas por la carga de arrastre y saltacin enun flujo.
La erosin del flujo tambin produce estructuras primarias conocidas como
marcas de corriente scour marks (Figuras 11 y 12).
Seccin transversal Vista de planta
Figura 11. Marcas de corriente producidas por la erosin del flujo en su lecho.
En la seccin transversal se observa cmo se forman; mientras en la Vista
de planta puede observarse cmo se ven en la base de los estratos.
Marcas de rebotes (bounce marks) Marcas mltiples de rebote (mltiple bounce marks)
Marcas de ranura (groove marks) Marcas Chevron)
Proximal
Borde
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
28/274
28 Estratigrafa y Sedimentologa
Marcas de corriente scour marks
Marcas de canal flute marks Horadaciones por obstculo obstacle marks
A.Vista en seccin vertical C. Vista en seccin vertical
B.Vista en planta D.Vista en planta
Figura 12. Marcas de corriente scour marks formadas como marcas de canal flute marksy por obstculos obstacle marks (Modificado de Nichols, 2000).
El Efecto Bernoulli
La friccin que ocurre entre las partculas y el flujo propicia el movimiento
de las primeras. Sin embargo, lo que propicia a las partculas a saltar y
desplazarse hacia arriba se explica con el principio de Bernoulli. Este
principio seala que en un fluido en movimiento, la suma de la presin y la
velocidad en un punto cualquiera permanece constante (P + V = k)
Energa total=(V2)/2 + P + (gh)= k
V
= velocidad del fluido; = densidad del fluido; P = presin a lo largo de la lnea decorriente; g =aceleracin gravitatoria yh=altura
(V2)/2 =energa cintica;
P =energa de presin y
(gh) =energa potencial y
K =energa total = constante
Para que la suma de la presin y la velocidad se mantengan constantes, es
necesario que cuando la presin interna del fluido decrece su velocidad
tiene que incrementarse o viceversa. Si esto se aplica a un cauce entonceslas partculas del fondo obstruyen el desplazamiento del fluido y, por
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
29/274
29 Estratigrafa y Sedimentologa
consiguiente, se reduce el rea de la seccin donde atraviesa el fluido. Por
lo tanto, la velocidad (V) sobre la partcula es mayor que corriente arriba o
corriente abajo, por lo que para balancear la ecuacin y mantener la
constante se reduce la presin (P) sobre las partculas (Figura 13).
Si la masa del fluido en 1 es igual a la masa del fluido en 2, entonces A11= A22
A11 = A2y como el dimetro A1decrece para formar A2 la V1tiene que incrementarse en A2
dando paso a V2. Por lo tanto, en la ecuacin de Bernoulli si la V se incrementa (V2> V1) entonces la P2
disminuye con respecto a P1. Por lo tanto:
K = 0.52+ gh + P
Figura 13. Flujo de un fluido al disminuir el dimetro del cauce por el que atraviesa.(Modificada de Nichols, 2009).
Esto propicia una fuerza temporal que mueve a las partculas del fondo y las
eleva tal como se indica en el siguiente esquema:
El efecto inmediato es la suspensin de las partculas tal como se muestra
en el siguiente esquema:
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
30/274
30 Estratigrafa y Sedimentologa
Variaciones en el tamao de grano y la Ley de Stokes
La capacidad de carga y el tipo de transporte determina la forma en que
viajan los sedimentos. Tambin el medio de transporte define el rango de
tamao de los sedimentos que son capaces de trasladar. La velocidad a la
que viajan los sedimentos se le conoce como velocidad de transporte y es
diferente para cada medio y para cada tamao de partcula.
Cabe mencionar que los sedimentos tienden a depositarse en capas y en
una capa el tamao de grano suele variar (Figura 14). Esta variacin puede
seguir un patrn de decremento en tamao de base a cima: estratificacin
gradada (normalmente gradada). O bien, un patrn de incremento en
tamao de base a cima: estratificacin gradada inversa (inversamente
gradada).
Figura 14. Gradacin normal e inversa (Modificada de Nichols, 2009).
Gradacin inversa.Los sedimentos
incrementan sutamao hacia la cimade la ca a
Gradacin normal.Los sedimentos
decrecen en tamaohacia la cima de lacapa.
Serie de capascon gradacinnormal, donde seobserva que lascapas superiorestienen partculascada vez msfinas.
Serie de capascon gradacininversa, donde seobserva que lascapas superiorestienen partculascada vez msgruesas.
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
31/274
31 Estratigrafa y Sedimentologa
La estratificacin gradada es resultado del asentamiento de partculas
debido al decremento de la fuerza del flujo. Este asentamiento sigue la Ley
de Stokes que describe la velocidad (V) en la cual los sedimentos se
asientan considerando su densidad y tamao (D) y la densidad y viscosidaddel fluido, como se indica en la siguiente ecuacin:
V = g D2(s - f) / 18 , donde
g = gravedad; D = dimetro del grano; s= densidad partcula; f = densidad fluido = viscosidad del fluido
Esta ley explica porque las partculas de mayor dimetro alcanzan las
velocidades ms altas y son las primeras en asentarse cuando son
transportadas en suspensin. Es decir, la Ley de Stokes nos dice lavelocidad y el orden de asentamiento de los sedimentos.
Su mayor confiabilidad es en partculas del tamao de la arena, ya que
partculas de mayor tamao generan turbulencias en el fluido disminuyendo
su velocidad.
Otro factor que controla el asentamiento de los sedimentos es la forma que
tienen. Por ejemplo, las partculas de formas planas (micas),
independientemente de sus dimensiones, tardan ms en caer que otras del
mismo tamao.
En algunos granos de menor tamao se crea una atraccin electrosttica
que los aglutina y entonces se comportan como granos de mayor tamao
(esto particularmente sucede en partculas del tamao del limo
transportadas por aire). Tambin las partculas grandes y de baja densidad
o partculas pesadas y pequeas, se asentarn en el orden que les
corresponde a su densidad no a su tamao. Un decremento en la velocidadproducir gradacin normal; mientras que un incremento en la velocidad
producir gradacin inversa.
Cuando la estratificacin normal o la inversa se presenta en una serie
continua de capas, indica que los eventos que formaron cada una de ellas
fueron progresivamente decrementndose o incrementndose la velocidad
de transporte de los sedimentos.
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
32/274
32 Estratigrafa y Sedimentologa
Cabe destacar que las partculas finas transportadas por aire permanecen
ms tiempo en el flujo y se desplazan ms lejos que las partculas del
mismo tamao transportadas por agua. Esto se debe al contraste de
densidades entre grano y fluido, que es mayor y la viscosidad del fluido msbaja para el caso del aire.
El aire, pese a tener altas velocidades, no puede mover guijarros y bloques,
pero el agua s, debido a su mayor densidad. De la misma manera el hielo
es capaz de mover bloques ms grandes que las corrientes fluviales, sin
importar que su velocidad de movimiento sea menor. Lo mismo sucede con
los flujos de lodos o detritos (ej. lahares) y las corrientes de turbidez, las
cules alcanzan velocidades relativamente altas.
Por otro lado, existe una velocidad crtica para que los sedimentos por
rango de tamao queden incluidos en el flujo. Cuando la velocidad es menor
a la crtica los sedimentos se depositan (Figura 15).
Figura 15. Diagrama de Hjulstrom que muestra la relacin entre el tamao de partcula, eltransporte y su velocidad de sedimentacin.
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
33/274
33 Estratigrafa y Sedimentologa
CONCLUSIONES TEMA 1
La Sedimentologa estudia los procesos de formacin,
transporte y depsito de material que se acumula en forma de
sedimentos en ambientes continentales, marinos, y mixtos
El intemperismo, la erosin y el transporte, adems de la
acumulacin o depsito dan origen a la formacin de
sedimentos.
El intemperismo produce la materia prima de los sedimentos,
por la exposicin continua a los agentes atmosfricos
(atmsfera, hidrosfera y biosfera). Hay dos tipos de
intemperismo: fsico o mecnico, y qumico.
La erosin implica transporte de sedimentos.
Los agentes de transporte de los sedimentos son el agua, la
gravedad, el viento y el hielo.
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
34/274
34 Estratigrafa y Sedimentologa
2.SEDIMENTOS SILICICLSTICOS O TERRGENOS
Objetivo particular: Al trmino del tema, el participante definir el
origen y las caractersticas de las rocas clsticas, su clasificacin deacuerdo a su composicin, textura y tamao de grano; considerandoque son de gran importancia dentro del Sistema Petrolero.
2.1 Propiedades y composicin de los sedimentos
Objetivo especfico: Al trmino del subtema, el participantemencionar los tipos de sedimentos terrgenos que se acumulan enuna zona de sedimentacin de acuerdo a su origen; identificar los
parmetros que se utilizan en el estudio de los sedimentos,considerando a su composicin, su forma, el tamao, la redondez yla madurez textural.
Los sedimentos se forman a partir de rocas preexistentes y de acuerdo con
su origen se clasifican como: sedimentos clsticos o terrgenos y no
clsticos. Los sedimentos no clsticos incluyen a los de origen qumico, los
biogenticos y los volcnicos.
Cuando el sedimento se deposita, ya sea por una decantacin fsica, por
precipitacin qumica o por crecimiento orgnico, ocurre el proceso de
sedimentacin, y cuando los sedimentos se litifican reciben el nombre de
roca sedimentaria.
Tipos de sedimentos
Los sedimentos pueden ser solubles o insolubles.Sedimentos insolubles: corresponde con fragmentos de roca, minerales
(cuarzo, feldespatos, etc.) y minerales arcillosos.
Sedimentos solubles:son minerales precipitados a partir de materiales en
solucin acuosa.
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
35/274
35 Estratigrafa y Sedimentologa
Los sedimentos en forma prctica son de tres tipos:
1.
Sedimentos siliciclsticos (terrgenos o detrticos)
2.
Sedimentos aloqumicos o intraclastos.3. Sedimentos ortoqumicos.
Los sedimentos se originan de las regiones continentales por fragmentacin
mecnica por descomposicin qumica (Figura 16).
Figura 16. La Figura muestra los mecanismos de formacin y transporte de los sedimentossiliciclsticos y de los sedimentos aloqumicos
Sedimentos siliciclsticos(terrgenos o detrticos). Son fragmentos de roca
slidos o minerales derivados de la erosin de una masa continental
mantenindose durante toda su evolucin como partculas slidas, los
cuales son transportados por algn agente. Representan el residuo de una
compleja historia de procesos, pudiendo haber sufrido algunos cambios
qumicos o mineralgicos.
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
36/274
36 Estratigrafa y Sedimentologa
Sedimentos aloqumicos o intraclastos. Son fragmentos slidos formados
por precipitacin qumica a partir de soluciones y posteriormente
desplazados dentro de la misma cuenca de depsito en solucin acuosa,
dispersin coloidal, etc. Los fragmentos o conchas enteras, fragmentosorgnicos, ooltas, peloides, etc., se consideran como sedimentos
aloqumicos.
Sedimentos ortoqumicos.Son precipitados o bioqumicos in situ los ms
importantes son los lodos microcristalinos de calcita o dolomita, cemento
calcreo o silceo, lodos de diatomeas o radiolarios, nanoplancton calcreo o
silceo cloruros y sulfatos.
Caractersticas de los sedimentos terrgenos
Las caractersticas ms importantes de las sedimentos terrgenos son:
tamao, forma (redondez y esfericidad), fbrica (distribucin y arreglo de
los clastos, empaquetamiento (disposicin y tipo de contacto de los granos),
porosidad. Tambin se toma en cuenta su clasificacin (madurez), el
aspecto o textura de su superficie y su composicin mineralgica.
Tamao de los sedimentos
Al estudio del tamao de los sedimentos se le conoce como granulometra
describe y es la base para su clasificacin.
El tamao de los clastos se determina por su dimetro y se realiza
definiendo tres ejes en un Elipsoide con base en el tamao de sus ejes
ortogonales (Figura 17): el dimetro mayor (A) = longitud, el dimetro
intermedio (B) = ancho, y el menor (C) = espesor, que pueden ser
perpendiculares entre s y que pueden o no cortarse en un punto
(Krumbein, 1941).
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
37/274
37 Estratigrafa y Sedimentologa
Figura 17. Formas tridimensionales de los granos definidas con base en el tamao de susejes ortogonales. (Modificada de Krumbein, 1941).
El dimetro nominal es el dimetro de una esfera que tiene el mismovolumen, considerando las siguientes relaciones:
/6D3= /6ABC D3= ABC D= 3ABC,
donde D est definido como el tamao medio geomtrico. El tamao medioaritmtico est definido por:
(A + B + C)/3
La determinacin del tamao se puede obtener en el campo al estudiar
muestras de mano a simple vista o auxiliados con una lupa. De acuerdo con
el tamao de los granos, tambin se pueden realizar anlisis
granulomtricos en laboratorio (Figura 18).
Figura 18. Mtodos granulomtricos para determinar el tamao de los sedimentos(Modificado de Spalleti, 2007).
A A A
B
B
B
CC
Tamizado
Tubo de
sedimentacin
Microscopio electrnico
Pipeta
-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 Escala granulomtrica
Microscopio binocular
Medicin directa
Grava Arena Limo Arcilla
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
38/274
38 Estratigrafa y Sedimentologa
Escala granulomtrica
La variedad en los tamaos de los granos implica su determinacin y
distribucin. La primera referencia para representar la distribucin del
tamao de los clastos en una escala granulomtrica, fue la de Udden
(1914), cuya base es 1 mm y la razn 2. Esto da como resultado la
definicin de intervalos granulomtricos.
Progresin bsica de la escala de Udden:
mm.......1/64 - 1/32 - 1/16 - 1/8 - - - 1 - 2 - 4 - 8 -16 - 32
mm.......0.016 - 0.031 - 0.062 - 0.125 - 0.25 - 0.5 - 1 2 - 4 - 8 - 16 - 32
Posteriormente Wentworth (1922) redefine la escala de Udden y establece
cuatro tamaos bsicos de partculas:
Gravas (> 2 mm)
Arenas (entre 2 y 1/16 mm)
Limos (entre 1/16 y 1/256 mm)
Arcillas (
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
39/274
39 Estratigrafa y Sedimentologa
La escala condensa un amplio espectro granulomtrico en un rango
mucho ms reducido de valores numricos. Se expande numricamente
hacia los rangos granulomtricos ms finos y la distribucin normal es
simtrica. En la tabla 4 se presentan y comparan las escalasgranulomtricas de Udden-Wentworth (1922) y de Krumbein (1945).
Tabla 4. Escala granulomtrica de Udden-Wentworth (1922) y la escala de Kumbrein(1941). La escala reduce y hace manejables los valores de los dimetros del tamao de los
clastos.
Forma de las partculas
Es la configuracin de las partculas y refleja variaciones en sus
proporciones (longitudes de ejes mayores). El tamao y la forma de los
sedimentos est relacionada a:
La naturaleza de la roca madre (mineraloga y textura).
Tipo e intensidad del intemperismo (factores fsicos, qumicos y
biolgicos).
Corrosin qumica y mecanismos de abrasin durante el transporte.
Seleccin hidrulica durante el transporte y depsito.
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
40/274
40 Estratigrafa y Sedimentologa
La forma es un atributo heredado que evoluciona e hipotticamente su
estado final es una esfera. La determinacin de la forma en un clasto se
realiza a partir de considerar cuatro formas bsicas: oblada, ecuante,
laminar y prolada (Figura 19).
El estudio de la forma en los sedimentos terrgenos implica la determinacin
de diversas propiedades como la geometricidad y ecuanticidad, esfericidad,
platidad (ndice de aplastamiento), circularidad y redondez.
Geometricidad
Cuantifica la aproximacin del clasto con respecto a cuerpos geomtricospatrones (Figura 19). Se basa en el diagrama de Zingg (1935), el cual
defini las formas a partir de la relacin de los ejes axiales B/A y C/B;
donde A, B y C son los ejes axiales ortogonales mayor, intermedio y menor,
respectivamente. En este diagrama cada clasto est ubicado con un punto
al poseer un nico valor de B/A y de C/B.
Figura 19. La forma de los clastos se define en funcin de cuatro formas (oblados, ecuantes,laminares y prolados (Zingg, 1935). Las formas obladas y ecuantes son las ms comunes. Eneste diagrama cada clasto est ubicado con un punto, por poseer un nico valor de B/A y deC/B. Ntese que aunque todas las formas tienen la misma redondez su forma es diferente.
(Modificado de Nichols, 2009).
Equidimensional
o ecuante
B/A
Discoidal=tabular=oblada
C/B
Elongado o
ProladoLaminar
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
41/274
41 Estratigrafa y Sedimentologa
Para el caso de las formas obladas la relacin B/A es mayor a 0.67 y C/B
menor a 0.67. Las ecuantes tienen valores de B/A y C/B mayores a 0.67,
las laminares tienen relaciones B/A y C/B menores a 0.67, mientras que las
proladas presentan relaciones B/A menor a 0.67 y C/B mayor a 0.67.
Esfericidad
Mide el grado de aproximacin del clasto al de una esfera (Figura 20). La
esfericidad podra considerarse como el grado de igualdad de los tres ejes
de un grano, donde en una esfera perfecta la longitud, la anchura y el
grosor (Largo=A, Intermedio= By Corto= C) son iguales.
0= 3 BC / A2 1
La esfericidad vara entre un mximo de 1 y un mnimo de 0.
Laminar (bladed) A>B>C. Como hoja de cuchillo Alargado o prolado (Roller) A>B=C. Como perno
o tornillo
Concoidal u oblado (discoidal) A=B>C. Como un
disco
Esfrico (Spherical). A=B=C. Como una pelota.
Un cubo tambin es esfrico
Figura 20. Formas bsicas para cuantificar la esfericidad (Modificado de Spalleti y Lluch,
1972).
ndice de aplastamiento (Wentworth, 1922) o Platidad (Teruggi et al.,
1971).
Se define como la inversa de la esfericidad (Spalletti & Lluch, 1972). Vara
entre 1 (mnima platidad o mxima esfericidad) e infinito (mxima platidad
o mnima esfericidad), la que se puede obtener por la siguiente relacin:
P = (A + B) / 2C
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
42/274
42 Estratigrafa y Sedimentologa
Redondez
Se refiere al grado de angularidad que presentan las aristas y vrtices de un
clasto, esto es la suavidad de los granos. Los clastos con un alto grado de
curvatura son redondeados y los que poseen aristas y vrtices agudos son
angulosos (Figura 21).
Figura 21. La circularidad se define con base en el dimetro de un crculo circunscrito (Dc) yotro crculo inscrito (Di) a travs de la relacin: C = Di/Dc 1 C = Di/Dc 1. (Modificado
de Spalleti, 2007).
La redondez puede ser resultado del grado de abrasin de una partcula
clstica con base en la agudeza de sus bordes y esquinas, expresada por
Wadell (1932) como el cociente del radio medio de curvatura de varios
bordes o esquinas de la partcula al radio de curvatura de la esfera inscrita
mxima, o a una mitad del dimetro nominal de la partcula (Figura 22). Es
decir, el valor promedio de los radios menores con respecto al radio del
mximo crculo inscrito nos da el valor de la redondez.
Dc
Di
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
43/274
43 Estratigrafa y Sedimentologa
Se mide sobre la mxima proyeccin del clasto (plano que contiene a los
ejes A y B) y se define como:
= ( ri/ni ) / R 1,
Figura 22. La redondez se determina por el cociente entre el radio promedio de curvatura devarios bordes con respecto al radio de curvatura del crculo mximo inscrito (Modificado de
Spalleti, 2007).
Desde la fragmentacin inicial se producen clastos redondeados y/o
angulosos y su ruptura puede modificarla. Sin embargo, cuando el
transporte es lineal, por ejemplo fluvial, la redondez se incrementa con la
distancia. El incremento en un principio es elevado, pero tiende a
estabilizarse. Los clastos ms fciles de redondearse son los blandos
(carbonatos) y los de mayor granulometra. La escala de redondez ms
utilizada se presenta en la tabla 5.
R1R2
R3
R
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
44/274
44 Estratigrafa y Sedimentologa
Tabla 5. Escala de Redondez basada en Pettijhon (1957) y Powers (1953).
Texturas superficiales
Las texturas superficiales son marcas grabadas en la superficie de los
clastos. Por lo general, son producto del impacto de partculas de igual o
menor tamao que el clasto que las contiene. O bien, pueden ser producto
de procesos de corrosin por aguas erosivas o del subsuelo (Tabla 6).
Clasificacin o seleccin
Es la propiedad que describe la variabilidad del tamao de grano en una
roca sedimentaria detrtica. Aquellas rocas que muestran solo una clase
granulomtrica bien definida, siendo el tamao de todas las partculas
similar, se dicen bien seleccionadas. Por lo contrario, aquellas en que sus
constituyentes presentan una gran diversidad de tamaos se denominan
Redondez Descripcin
Muy redondeados Los clastos bien redondeados presentan amplias
curvas sin reas planas.
RedondeadosLos bordes y las esquinas originales ahora soncurvas algo amplias. Las caras originales son
borradas casi totalmente por la abrasin; algunasreas planas pueden permanecer.
SubredondeadosParcialmente redondeada, muestra una considerableabrasin, pero no es completa. La forma original esevidente, pero los bordes y las esquinas son curvaslisas. rea reducida de caras originales.
Subangulosos
Algo angular, libre de los bordes agudos, pero noestn suavemente redondeados. Muestra signos deabrasin leve, pero conserva su forma original.Caras sin tocar, Sus bordes y esquinas estnredondeados hasta cierto punto.
Angulosos Bordes y esquinas agudas, poco o nada de evidenciade la abrasin.
Muy angulosos Partculas agudas que pueden cortar.
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
45/274
45 Estratigrafa y Sedimentologa
mal seleccionadas. La seleccin de una roca es una propiedad que
condiciona fuertemente su porosidad, y por lo tanto su comportamiento
frente a la circulacin de cualquier fluido, por ejemplo agua, gas o aceite
(Figura 23 y 24).
Figura 23. Visualizacin del grado de clasificacin o seleccin granulomtrica. Las imgenescorresponden a arenas vistos con lupa (Compton, 1962). Los nmeros representan intervalos
granulomtricos incluidos en el 80% del material.
Figura 24. La Figura muestra el grado de clasificacin que pueden tener los sedimentos.Tomada de A.E. Adams et al. (1997).
1 3 5 7
Sedimentos bien clasificados Sedimentos mal clasificados
Muy bien
seleccionado Moderadamente
seleccionado
Muy mal
seleccionado
Bien
seleccionado
Mal
seleccionado
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
46/274
46 Estratigrafa y Sedimentologa
Imagen del
microscopio
electrnico
Descripcin Ambiente
sedimenta
rio
Imagen del
microscopio
electrnico
Descripcin Ambiente
sedimentari
o
Clasto de alto
relieve, reaslisas y
escalones
rectos y
curvos
Glacial Arcos
gradados yescalones
transversales
de bajo
relieve
Fluvial
Crestas y
arcos gradados
Glacial Detalle de
placasimbricadas
con
numerosas
oquedadesdesgastadas
redondeadas
Fluvial
Crestas
suaves, estras
incipientes,
escalones
semiparalelos
y diseos en V
Glacial Placas
imbricadas en
rea
esmerilada,
oquedades
circulares y
esmerilada,
oquedades
circulares y
depresionesen V
Fluvial
Fracturasconcoidales de
alto relieve,
arcos gradados
e incisiones
transversales
Fluvial Microfracturaconcoide
Litorallacustre
Superficieesmeriladacon placas
imbricadas,
surcos rectos y
paralelos y
depresiones en
forma de U
Fluvial Detalle deplacasimbricadas en
un sector
esmerilado
Litorallacustre
Tabla 6. Imgenes del microscopio electrnico en granos de cuarzo que muestran suscaractersticas texturales de la superficie de los clastos (Modifcado de Spalleti, 1977).
Bien
seleccionado
Mal
seleccionado
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
47/274
47 Estratigrafa y Sedimentologa
Las corrientes de la alta energa (alta velocidad) pueden llevar fragmentos
ms grandes. Mientras que en las corrientes de baja energa (baja
velocidad), las partculas ms pesadas se depositan y las ms ligeras
continan siendo transportadas.
Esto da lugar a una clasificacin debido a la densidad. Si las partculas
tienen la misma densidad, tal como todos los granos del cuarzo, entonces
las partculas ms pesadas sern ms grandes, as que la clasificacin
ocurrir sobre la base del tamao.
Disposicin de los clastos: fbrica y empaquetamiento
La distribucin y geometra de los clastos define dos de sus propiedades que
conforman su disposicin: fbrica y empaquetamiento.
La fbrica se define como la distribucin y orientacin en el espacio que
tienen los clastos.
La fbrica se compone de un esqueleto o armazn, matriz, cemento y poros
(Figura 25). El armazn est compuesto por todos los clastos que estnsostenidos por la matriz y/o el cemento. La composicin de los clastos
puede ser monomineral o polimineral.
Los granos monominerales son aquellos que tienen ms de 90% de un solo
mineral (cuarzo, feldespato, mica, etc.,). Los granos poliminerales o
fragmentos lticos, son aquellos que estn constituidos por dos o ms
minerales, pueden ser fragmentos de rocas gneas, metamrficas o
sedimentarias.
El empaquetamiento se define con base en el tipo de contacto que tienen
los clastos entre ellos.
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
48/274
48 Estratigrafa y Sedimentologa
Figura 25. Componentes de la fbrica. Armazn o esqueleto, matriz, cemento y poros.
Cuando los sedimentos son depositados el arreglo que resulta se le conoce
como fbrica depositacional o clstica y se describe a partir del arreglo
espacial de los clastos. Esta descripcin se realiza con base en los ejes A, B
y C, particularmente de A y C de los clastos. La orientacin o no de los
clastos puede modificarse debido a procesos de bioturbacin, compactacin
y deformacin estructural.
La fbrica puede ser isotrpica o anisotrpica (Figura 26), la primera se
define cuando no hay una orientacin preferencial de los clastos; por
ejemplo, cuando las partculas son esfricas o la orientacin es aleatoria.
Figura 26. Fbrica clstica isotrpica.
La fbrica anisotrpica ocurre cuando hay una orientacin preferencial de
los clastos de acuerdo con la forma de los sedimentos y con la direccin del
flujo, y puede ser lineal o polar (Figura 27).
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
49/274
49 Estratigrafa y Sedimentologa
Figura 27. Orientacin de las partculas de acuerdo con su forma y con la direccin decorriente.A.Orientacin de las partculas perpendicular a la direccin de corriente. B.
Orientacin de partculas imbricadas. C.Orientacin de partculas al azar, caractersticas deaguas tranquilas. D.Orientacin paralela a la direccin de corriente.
La imbricacin se define como la disposicin de traslape de los clastos
sucesivos durante el depsito, y pueden ser de acuerdo con la orientacin
del eje A: imbricacin transversal e imbricacin paralela con imbricacin deleje B.
Madurez de los sedimentos
El concepto de madurez de un sedimento, hace referencia al grado de
desarrollo que ha alcanzado el o los procesos que generaron ese sedimento
y que conducen en su mxima expresin a sedimentos estables
composicionalmente y texturalmente, es decir, son homogneos(sedimentos maduros) o heterogneos (sedimentos inmaduros) (Tabla 7).
Habitualmente, en los sedimentos se diferencian los conceptos de:
Madurez mineralgica
Madurez textural
A B
C D
Corriente
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
50/274
50 Estratigrafa y Sedimentologa
Tabla 7. Escala de madurez que tienen los sedimentes. Modificada de Folk 1951.
Madurez Mineralgica
La madurez mineralgica implica la retencin por la roca de suscomponentes minerales ms estables, es decir:
Sedimentos mineralgicamente ms maduros son aquellos que contienen
un porcentaje mayor de minerales estables y fsicamente ms resistentes,
como el cuarzo, fragmentos silexticos y minerales pesados ultraestables
(circn, turmalina, etc.).
Sedimentos ms inmaduros contienen minerales poco estables, como
feldespatos o fragmentos de roca que no estn formados slo por cuarzo.
Madurez Textural
Representa el grado de desarrollo que han alcanzado los procesos de
transporte y sedimentacin, y si stos han sido no selectivos. Se dice que
una roca sedimentaria es ms madura cuanto ms redondeados y
seleccionados estn los clastos que la integran. La madurez textural es un
ndice que refleja el tiempo transcurrido entre la erosin del material
detrtico original y su depsito final.
La madurez textural puede ser evaluada mediante los siguientes
parmetros:
Grado de clasificacin o seleccin
Proporcin de matriz
Redondeamiento de los granos
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
51/274
51 Estratigrafa y Sedimentologa
2.2 Composicin de las rocas clsticas
Objetivo especfico: Al trmino del subtema, el participante
clasificar las rocas siliciclsticas o terrgenas con base en lacomposicin de sus sedimentos, la madurez, el tamao de grano ylas relaciones de sus componentes.
Las rocas clsticas estn compuestas por fragmentos o granos
monominerales o poliminerales que constituyen el armazn, aglutinados por
una matriz y/o un cementante (Figura 28). Los granos, llamados clastos o
detritos, pueden ser de cualquier mineral (cuarzo, mica, calcita, etc.) o
fragmento ltico e incluso restos fsiles.
Las rocas clsticas estn compuestas por dos tipos de componentes deacuerdo con su origen respecto al lugar de depsito y son: exoclastos y los
intraclastos.
Los exoclastos, son aquellos sedimentos transportados en estado slido y
coloidal, y son los constituyentes esenciales de todas las rocas clsticas;
que forman tanto el armazn como la matriz original de las rocas detrticas
de grano grueso y medio.
Los intraclastos, se forman dentro del ambiente sedimentario a travs de la
precipitacin qumica y bioqumica, generalmente tienen formas cristalinas;
pueden estar o no presentes en las rocas detrticas y tienen un origen
diagentico, es decir, se forman cuando los clastos ya se depositaron.
La primera clasificacin de las rocas sedimentarias clsticas es con base en
el tamao de sus detritos, destacando tres grupos principales:
Conglomerados (> 2 mm)
Areniscas (2-0.062 mm)
Lutitas (< 0.062 mm)
El tamao dominante debe ser mayor al 50% (Figura 28). En la tabla 8 se
presenta una escala granulomtrica y la roca clstica a la que da origen. En
la Figura 28 se ilustra la clasificacin de Valloni (1991) para las rocas
sedimentarias clsticas con base en la proporcin de arena, grava y lodo(arcilla y limo).
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
52/274
52 Estratigrafa y Sedimentologa
Figura 28. Diagrama ternario propuesto por Valloni et al. (1991) y modificado de lospropuestos por Compton y Folk. Para asignarle un nombre a la roca debe tener ms del 50%
de un tamao de clasto, como se muestra en el diagrama.
Las gravas estn compuestas principalmente por fragmentos lticos,
mientras que en las arenas y lodos dominan los granos minerales. A las
rocas detrticas donde dominan los minerales del grupo de los silicatos seles llama tambin como rocas siliciclsticas.
Conglomerados
Los conglomerados son rocas que tienen ms del 50% de partculas
mayores a los 2 mm. Tienen una matriz arenosa o lodosa y pueden tener un
cementante compuesto principalmente de carbonatos y/o slice.
La composicin de los conglomerados depende de la litologa de la roca
fuente (puede ser cualquier tipo), del clima y relieve del rea donde se
localiza la fuente de aporte.
Los conglomerados pueden clasificarse de acuerdo con una serie de
criterios. Si se ordenan con base en la composicin de los clastos pueden
ser:
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
53/274
53 Estratigrafa y Sedimentologa
1. Polimcticos (=petromcticos): tienen una amplia gama de tipos
de clasto y sus componentes inestables son mayores al 10%.
2. Monomcticos: escasa variedad de clastos y ms del 90% de sus
componentes son estables.3.
Oligomcticos: escasa variedad de clastos y ms del 90% de sus
componentes son estables.
Si la base de su clasificacin es su fbrica, se dividen en ortoconglomerado,
si su matriz es mayor al 15% (fbrica soportada en matriz). Si tiene menos
del 15% de matriz (fbrica clasto-soportada) se le conoce como
paraconglomerado. De acuerdo con su proceso de formacin puede ser:epiclstico, volcanoclstico, cataclstico. Si consideramos donde se
formaron los clastos son extraformacionales e intraformacionales; o si
tienen una o ms fuentes de aporte, son monogentico y poligentico. En la
tabla 9 se resume una clasificacin de conglomerados incluyendo algunas
de las clasificaciones anteriores.
Tabla 8. Tamao y tipo de sedimento y rocas sedimentarias clsticas que forman.
Tamao(mm)
Sedimento Roca
256 Bloque
Ruditas o psefitas o
Conglomerado (clastosredondeados)
Brecha (clastos angulosos)
64 Canto
4Guija
2 Grnulo
1 Arenamuygruesa
Arenisca
(psamitas)
0.5 Arenagruesa
0.25 Arenamedia
0.125 Arena fina0.0625 Arena
muy fina
00.0312 Limogrueso
Limolita
Limolita
0.0156 Limomedio
Lodolita
(arcilla+
limo)
0.0078 Limo fino
00.39 Limomuy fino
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
54/274
54 Estratigrafa y Sedimentologa
Tabla 9. Clasificacin de conglomerados de acuerdo con Boggs (1992) (Modificado deCabrera-Ramrez et al., 2010).
Areniscas
Es una roca clstica compuesta por ms del 50% de granos del tamao de
la arena de cualquier origen y composicin. Representan 20% del registro
sedimentario de las diferentes cuencas sedimentarias.
Existen diversas clasificaciones de areniscas, sin embargo, las ms comunes
se basan en su composicin y textura (porcentajes de clastos y matriz).
Para la clasificacin es necesario determinar el porcentaje de los
componentes principales, entre los cuales estn: cuarzo, mono y
policristalinos, feldespatos potsicos y plagioclasas, fragmentos lticos y el
porcentaje de matriz. Una vez determinados estos porcentajes a travs de
diagramas de estimacin visual o de conteo de puntos, se grafican en
diagramas composicionales.
Formade
los
clastos
Roc
a
Composicinde losclastos
Procedencia Fbrica Origen
Redondeados
Conglomerado
Polimctico=petromctico
Oligomctico
Monomctico
Intraformacional
Extraformacional
Ortoconglomerado
Paraconglomerado
Fluvial
Marino-lacustre
Glaciar
Piroclstico
Residual
Cataclsticongulos
Brecha
Ortobrecha
Parabrecha
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
55/274
55 Estratigrafa y Sedimentologa
La clasificacin de las areniscas toma en cuenta la madurez mineralgica o
composicional definida (Figura 29). Se basa en la mineraloga de los clastos
del armazn1, cuya composicin mineralgica depende de la disponibilidad y
estabilidad mecnica y qumica de los clastos. Los sedimentos ms madurostendrn un porcentaje mayor de minerales estables, en este sentido la
clasificacin de los minerales en funcin de su estabilidad de menor a
mayores:
Fragmentos de rocas minerales ferromagnesianos
feldespatos cuarzo, pedernal minerales pesados resistentes (zircn,
turmalina etc.).
La madurez mineralgica se define con base en el ndice de Madurez
Mineralgica o ndice de Madurez Composicional (IMC), la que se expresa
mediante la siguiente relacin:
IMC = %(cuarzo + pedernal)/%(feldespatos + fragmentos de roca).
Figura 29. Esquema que muestra los elementos texturales que definen la madurez texturalen las areniscas.
Una arenisca compuesta fundamentalmente de granos de cuarzo bien
redondeados, con bajo porcentaje de matriz y buena seleccin se relaciona
con un transporte prolongado (parte distal de un ro) o que se deposit en
un ambiente selectivo (por ejemplo, una playa). Por otro lado, si la arenisca
tiene un alto porcentaje de matriz, granos angulosos, escasa seleccin y
1Armazn o esqueleto es un trmino textural muy utilizado en la petrologa sedimentaria.
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
56/274
56 Estratigrafa y Sedimentologa
est compuesta por fragmentos lticos y/o feldespatos, seguramente su
transporte fue corto (abanico aluvial).
Se considera matriz a todos aquellos sedimentos de tamao inferior al delos clastos del armazn (< 1/16 mm), si la matriz es mayor al 15%, se
clasifican como Wackasy si es menor al 15%, entonces se clasifican como
arenitas de acuerdo con la clasificacin de Folk (1968), (Figuras 30 y 31).
Figura 30. Diagramas triangulares para la clasificacin de areniscas, basada en sucomposicin mineralgica y porcentaje de matriz (Modificada de Folk, 1968). Si la matriz es
< al 15% las areniscas caen en el campo de las arenitas y se utiliza el diagramaA.Si lamatriz es mayor al 15%, se clasifican como Wackas y se utiliza el diagrama B.
Otra clasificacin utilizada es la de Pettijhon et al. (1987) que se presenta
en la Figura 31 y en la tabla 10 se muestran los valores de cuarzo,
feldespato y fragmentos lticos segn los mismos autores.
A
B
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
57/274
57 Estratigrafa y Sedimentologa
La matriz puede ser: limosa, micrtica o arcillosa. Otro componente
importante es el cemento que puede ser: silcico, feldesptico
(sobrecrecimiento), carbonatado o ferruginoso.
Figura 31. Clasificacin de las areniscas basada en su composicin mineralgica (cuarzo-feldespatos y fragmentos lticos). (Pettijhon et al., 1987). Tambin consideran el porcentaje
de matriz (Modificada de (Jabbour et al., 2009).
Tabla 10. Valores de los componentes mineralgicos en porcentaje que contienen losdistintos tipos de areniscas basada en Pettijhon et al. (1987) (Modificada de Jabbour et al.,
2009).
Grupo ofamiliade laroca
Nombre dela roca
Cuarzo(%)
Feldespato(%)
Fragmentoslticos (%)
Matriz (%)
Arenitas
Cuarzoarenita C > 90 0 < F < 5 0 < Fr < 5
< 15Sublitarenita 50 < C tasa de subsidencia. Las facies cambian a facies
cada vez ms someras hasta que la cuenca se llena (colmata de
sedimentos).
2. Tasa de sedimentacin = tasa de subsidencia. Si el hundimiento es igual
a la tasa de sedimentacin, entonces la cuenca es homognea y no hay
variaciones de facies en sentido vertical ya que la profundidad se mantieneconstante.
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
120/274
120 Estratigrafa y Sedimentologa
3. Tasa de sedimentacin < tasa de subsidencia. Esto ocasiona que la
cuenca sea cada vez ms profunda y la sucesin de facies es hacia facies
cada vez ms profundas.
Asociacin, secuencias y sucesin de facies
Una Asociacin de facies es la distribucin ordenada de varias facies
elementales genticamente relacionadas entre s, las cuales tienen un
significado ambiental. Una asociacin de facies esta por lo tanto, basada en
observaciones concretas y se puede expresar como una tabla de datos,
como un sumario estadstico o un diagrama de ocurrencias estratigrficas;
el ejemplo ms comn es la columna geolgica (columna litolgica o
estratigrfica), (Figura 73 y 74).
Cualquier Asociacin de facies debe cumplir las siguientes dos condiciones
bsicas:
1. Que se trate de facies que se encuentren juntas (prximas).
2. Que estn genticamente relacionadas entre s (ambientalmente).
Las asociaciones de facies se reconocen a partir de su expresin vertical en
las secciones estratigrficas detalladas. Estas asociaciones de facies se
denominan secuencia de facies o secuencia elemental.
Una secuencia elemental o secuencia de facies est formada por dos o ms
facies genticamente relacionadas que se repiten peridicamente. Ellas
proporcionan informacin valiosa para la reconstruccin de la historia de
una cuenca sedimentaria. Este conjunto de estratos concordantes y
relacionados genticamente, estn limitados en su base y en su cima por
discordancias de carcter regional o por las superficies conformes
equivalentes (lateralmente) (Fisher & McGoven, 1967). Es recomendable no
usar el trmino secuencia para unidades de rango menor; Para estas
ltimas es mejor emplear el concepto de asociacin de facies.
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
121/274
121 Estratigrafa y Sedimentologa
Toda facies determinada tiene lmites que estn definidos en el espacio
(arealmente) y en el tiempo (cronoestratigrficamente).
Arealmente los lmites de una litofacies son los lmites del litotopo y loslmites de las biofacies son los del biotopo. Sus dimensiones son muy
variables, estn reguladas por la superficie que ocup el sector del medio
sedimentario con caractersticas homogneas en el que tuvo lugar el
depsito.
Su relacin con el tiempo est dada por la posicin respecto a lneas de
igual tiempo o iscronas. Normalmente las iscronas estn representadas
en los estratos por las propias superficies de depsito.
En los medios sedimentarios se pueden tener los siguientes tres tipos de
secuencias de facies:
Secuencia estacionaria.
Secuencia grano creciente o negativa.
Secuencia grano decreciente o positiva.
Una secuencia estacionaria ocurre muy raramente en la naturaleza, puesto
que los lmites entre los diferentes litotipos permanecen en una misma
posicin. Para que esto suceda, en cada intervalo de tiempo el volumen de
los aportes debe ser igual al de la acomodacin (volumen de hueco dejado
por la subida relativa del nivel del mar capaz de recibir sedimentos). Lo que
ocurre ms frecuententemente es que los aportes sean mayores o menores
que la acomodacin.
Si los aportes son mayores, la secuencia depositada es una secuencia grano
creciente o negativa, los litotipos ms proximales tienden a desplazarse
hacia el interior de la cuenca y a colocarse sobre los ms distales
(Regresin).
Si los aportes son menores que la acomodacin, la secuencia depositada es
una secuencia grano decreciente o positiva, los litotipos ms distales se
colocan sobre los ms proximales (Transgresin).
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
122/274
122 Estratigrafa y Sedimentologa
Como la secuencia depositacional est determinada por un criterio objetivo
singular (relaciones fsicas entre sus propios estratos), es muy til para
establecer modelos estratigrficos comprensibles.
El estudio especfico completo y detallado de las secuencias, en el que se
incluye su reconocimiento, su distribucin vertical y su interpretacin, se
denomina anlisis secuencial.
El Anlisis secuencial de acuerdo a Lombard, 1956 (tomada de Vera Torres.
Op cit), consiste en definir la serie virtual, que es el orden terico o ideal
con que tienden a aparecer las sucesivas unidades litolgicas, frente a la
serie real o sucesin concreta que aparece en el campo.
Una Serie estratigrfica, es la sucesin de materiales estratificados
caractersticos de un determinado intervalo de tiempo en una regin
determinada. La representacin de una serie recibe el nombre de seccin,
serie, columna estratigrfica o corte estratigrfico.
En una cuenca sedimentaria pueden ocurrir cambios verticales y
horizontales, que constituyen sucesiones o tipos de asociaciones de faciescomo los que se muestran esquemticamente en las Figuras 73 y 74.
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
123/274
123 Estratigrafa y Sedimentologa
Figura 73. Sucesiones de facies. Si las condiciones de depsito son continuas la sucesin eshomognea y si la capacidad de carga del medio de transporte disminuye o se incrementa se
forman sucesiones granodecrecientes o granocrecientes, respectivamente.
Figura 74. Tipos de asociaciones de facies. A.Multiepisdica; B. Bandeada; C. Bandeadadiscclica; D. Asimtrica positiva (granodecreciente); E. Asimtrica negativa(granocreciente).
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
124/274
124 Estratigrafa y Sedimentologa
Origen de las asociaciones de facies
Cuando la sedimentacin persiste por amplios periodos. La acumulacinneta puede ser lenta o rpida, propiciando la acumulacin de grandes
volmenes de sedimentos o volmenes discretos, dependiendo de
disponibilidad. Cuando la acumulacin es rpida tambin ocurren procesos
erosivos que reducen la tasa neta de acumulacin. En el caso de la
sedimentacin catastrfica los procesos de sedimentacin son instantneos,
los niveles de energa cintica son muy superiores a los de la sedimentacin
normal, y dan lugar a depsitos ocasionales que reflejan cambios sbitos e
imprevistos (inundaciones, sismos, etc.), tal como ocurre en las brechas de
talud de la Sonda de Campeche.
Las asociaciones de facies estn controladas por procesos que tienen lugar
en el propio ambiente sedimentario, o bien por factores externos al sistema
sedimentario, como cambios climticos, movimientos tectnicos en el rea
de aporte y variaciones globales en el nivel del mar; a las primeras se les
conoce como asociaciones autocclicas y las segundas como asociaciones
alocclicas.
De acuerdo con la Ley de Walther, por ejemplo, si tenemos una regresin,
los cambios son oblicuos y las facies ocurren de forma ordenada en sentido
vertical y lateral. Por lo tanto verticalmente se presenta una sucesin o
secuencia de facies y lateralmente ocurre una asociacin de facies. Las
sucesiones de facies sealan cambios en las condiciones de sedimentacin
en un intervalo determinado, y las relaciones tridimensionalescontemporneas corresponden a una asociacin de facies. Por lo tanto, una
secuencia seala la evolucin temporal de las facies y son representadas en
una columna. Las asociaciones de facies son la base para establecer los
modelos de facies.
-
7/23/20192.1 A MP Estratigrafia y sedimentologia
125/274
125 Estratigrafa y Sedimentologa
En los carbonatos no hay secuencias definida por el tamao de grano,
porque no dependen de la energa del agente de transporte, sin embargo, si
definen secuencias someras y/o profundas y en ambos casos sus lmites
suelen ser tajantes, pudiendo tener los siguientes casos:
Secuencia de somerizacin: supramareal intermareal submarino
(plataforma)
Secuencia de profundizacin: plataforma submarealintermareal supramareal
Es importante tener presente que cada facies es resultado de un evento de
depsito en particular y una asociacin de facies representan las
caractersticas de un medio sedimentario en particular, es decir, un