sed geol i - sedimentos clasticos - 2015 - 20
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SedimentologíaAmbientes clásticos
Uwe Jenchen
4. SemestreUANL – FCT
2015
Bjørlykke, K. (1989): Sedimentology and Petroleum Geology. – 363 p.; Berlin (Springer).Flick, H., Quade, H. & Stache, G.-A. (1981): Einführung in die tektonischen Arbeitsmethoden. –Clausthaler Tektonische Hefte, 12: 96 p.; Clausthal.Flügel, E. (1982): Microfacies Análisis of Limestones. – 633 p.; Berlin (Springer).Füchtbauer, H. [ed.] (1988): Sedimente und Sedimentgesteine. – 1141 p.; Stuttgart (Schweizerbart).Gall, J.-C. (1983): Sedimentationsräume und Lebensbereiche der Erdgeschichte. – 242 p.; Berlin (Springer).Geyer, O.F. (1977): Grundzüge der Stratigraphie und Fazieskunde 2. – 341p.; Stuttgart (Schweizerbart).Jenchen, U. (2002): GeoLex – Diccionario geológico en seis lenguas. – Banco de datos: 5823 ref.; Linares.Jenchen, U. (2002): SedLex – Diccionario sedimentológico en tres lenguas. – 718 ref., 24 p.; Linares.Leeder, M.R. (1982): Sedimentology. – 344 p.; London (Chapman & Hall).Miall, A.D. (1984): Principles of Sedimentary Basin Analysis. – 490 p.; New York (Springer).Miall, A.D. (1996): The Geology of Fluvial Deposits. – 582 p.; Berlin (Springer).Miall, A.D. (1997): The Geology of Stratigraphic Sequences. – 433 p.; Berlin (Springer).Reineck, H.-E. & Singh, I.B. (1980): Depositional Sedimentary Environments. – 551 p.; Berlin (Springer).Tarbuck, E.J. & Lutgens, F.K. (1999): Ciencias de la Tierra. – 539 p. + anexos y CD; Madrid (Prentice Hall).Ziegler, B. (1980): Allgemeine Paläontologie. – 248 p.; Stuttgart (Schweizerbart).
Bibliografía
El ciclo de rocas(de Tarbuck, E.J. & Lutgens, F.K. 1999)
Sedimentos Clásticos
Clasificación de sedimentos y rocas sedimentarios(fuente ¿?)
Escala de Wennsworth de grados de los
tamaños (fuente ¿?)
US StandardSieve Mesh
Opening in millimeters
Phi Scale
4096 -12
1024 -10
256 -8
64 -6
16 -4
5 4 -2
10 2.00 -1.0
18 1.00 0.0
35 0.50 1.0
60 0.25 2.0
120 0.125 3.0
5 4 -2
10 2.00 -1.0
18 1.00 0.0
35 0.50 1.0
60 0.25 2.0
120 0.125 3.0
230 0.0625 4.0
325 0.044 4.5
0.031 5.0
0.0039 8.0
0.00006 14.0
La escala Phi (Φ)
Clasificación de areniscas terrígenos segúnPettijohn, Potter & Siever (1987)
Estratificación
Tipos de superficies de estratificación
que se pueden observar en el
campo.
Geometría de lo estratos
Tipos más simples de geometrías de estratos de acuerdo con su continuidad, forma de las superficies de estratificación y variación
lateral de espesor.
Algunas estadísticas
Entonces Transporte
Esquema del procesos sedimentario en el contexto del ciclo geológico ...
Transporte de masas por gravitación
Flujos gravitativos de sedimentos
Relación entre erosión,
transportación y deposición de partículas sedimentarias
Lo mismo en gris
Rippel - Ripples
¡ Rippel - Ripples !
¡¡ Rippel
-Ripples
!!
¡¡¡ Rippel - Ripples !!!
¡¡¡¡ Rippel - Ripples !!!!
¡¡¡¡¡ Rippel - Ripples !!!!!
¡¡¡¡¡¡ Rippel - Ripples !!!!!!
y ...
... para variar
¡¡¡¡¡¡ Rippel - Ripples !!!!!!
Ondas de arena calcárea - reciente (de Pettijohn & Potter 1964)
Ondas de arena en una isla del Río Mississippi (vista aérea). La distancia entre crestas oscila entre 7 y 20 m - reciente (de Pettijohn & Potter 1964)
Estratificación entrecruzada en un espolón aluvial del Río Vernon -sub-reciente (de Pettijohn & Potter 1964)
Estratificación entrecruzada en arenisca. Nótese las capas frontales dispuestas tangencialmente a la base de cada unidad - Carbonífero - Mississippiano
(de Pettijohn & Potter 1964)
Estratificación entrecruzada - arena de duna - reciente(de Pettijohn & Potter 1964)
Estratificación
entrecruzada
Estratificación entrecruzada
-planar
Estratificación entrecruzada-
planar
Estratificación entrecruzada
-curvada
„herringbone“=
Espinillas de Arenque
http://www.depauw.edu/acad/geosciences/tcope/SedStruct.html
Fischgrätenschichtung / „Herringbone structure“
Strömungsrichtungen?
Fischgrätenschichtung / „Herringbone structure“
Quebrada de Humahauca, Argentinien
Estratificación entrecruzada
-Filamentosa
Estratificación flaser en un
ambiente mareal
Flaserschichtung
Leeder (1982, Fig. 8.18)
Estratificación flaser
Estratificación lenticular
Arcilla entre los ripples
Ripples entre las arcillas
Linsenschichtung
Linsenschichtung
Isolierte Sandrippeln in Tonschichten
Linsenschichtung
Isolierter Sandrippel in einer Tonschicht
http://www.uwm.edu/Course/geosci697/tidal/tidal-deposits.html
Flaserschichtung
Ton in Rippeltrog
Flaserschichtung
Terminología de estratificación entrecruzada
Transporte en una
dirección I
Transporte en una
dirección I
„bounce marks“ / Prallmarken
Transporte en una
dirección I
¿¿ Facies ??
¿¿ Transporte ??
Imbricación de clastos
Transporte en una dirección I
Crescent mark
Cantorodado
Zonabarlovento
¿¿ Transporte ??
Transporte en una dirección I
Crescent mark
Strömungstrennung
Río Carroza, NE de México
Crescent mark
Río Carroza, NE de México
Ondas de arena en una isla del Río Mississippi (vista aérea). La distancia entre crestas oscila entre 7 y 20 m - reciente (de Pettijohn & Potter 1964)
Transporte en una
dirección II
Transporte en una
dirección II
Bichitos !!!
Transporte en una dirección II
¡ arriba !
–
¿ abajo ?
Moldes de carga et al. I
Ball y Pillow
Moldes de carga et al. I
Load-casted ripples
Moldes de carga et al. I
Convolute bedding
(estructuras convolutas)
Flute-casts
vista desde abajo
Moldes de carga et al. II
Load structures (moldes de carga)
Moldes de carga et al. II
Moldes de carga et al. II
Todo depende de la viscosidad (k) de las capas
Moldes de carga et al. II
Todo depende de la viscosidad (k) de las capas
Moldes de carga et al. II
Todo depende de la viscosidad (k) de las capas
Moldes de carga et al. II
Todo depende de la viscosidad (k) de las
capas
Moldes de carga et al.
III
Base irregular de un estrato conglomerático gradado a deformación de carga -Terciario (de Pettijohn & Potter 1964)
Moldes de carga et al.
IV
Base de una grauvaca con estructura flamiforme. Las crestas han sido volcados en sentido de la corriente - Ordovícico (de Pettijohn & Potter 1964)
Moldes de carga et al. V
Calcos de carga en la superficie inferior de una arenisca finamente estratificada - Carbonífero - Mississippiano (de Pettijohn & Potter 1964)
Moldes de carga et al. VI
Turboglifos simples y amplio calco de surco (A) en el borde inferior de la muestra - Devónico (de Pettijohn & Potter 1964)
Moldes de carga et al. VII
Turboglifos grandes con aspecto de abanicos aluviales o lingüiformes, estrechamente agrupados y en parte imbricados, en la base de una arenisca de considerable espesor - Carbonífero -Pennsilvaniano
(de Pettijohn & Potter 1964)
Fósiles trazas en diferentes ambientes
(de Bjørlykke 1989)
Skolithossandstein, Quebrada Humahuaca, NW-Argentina
Spurenfossilien
KriechspurenRuhespurenWohnbaueFressbaueFluchtspurenWeidespurenErntespurenKotspuren...
Col
linso
n &
Tho
mps
on (1
989)
Pandangaran, Java, Indonesien (Foto: M. Spiske)
Kotspuren
Erntespuren
Sideritabscheidungen um Wurzeln in einem Paläoboden
Fußspuren
Selley (1988, Fig. 5.2)
Austrocknungsstrukturen: Trockenrisse
Trockenrisse & Regentropfmarken
Trockenrisse
Gefüllte Trockenrisse
Björlykke (1989)
Icnofósiles
Zoophycos
Icnofacies:Zoophycos
Talud, abisal
Sección Nanacatepec
Björlykke (1989)
Icnofósiles
Palaeodictyon
Icnofacies:Zoophycos
Talud, abisal
Sección Nanacatepec
Björlykke (1989)
Icnofósiles
Palaeodictyon
Icnofacies:Zoophycos
Talud, abisal
Sección Nanacatepec
Björlykke (1989)
Icnofósiles
Thallasinoides
Icnofacies:Glossifungites
Plataforma
Sección San Ambrosio
Björlykke (1989)
Icnofósiles
Sección San Ambrosio
Icnofacies:Nereites
Talud, abisal
Planolites
Björlykke (1989)
Icnofósiles
Sección San Ambrosio
Icnofacies:Nereites
Talud, abisal
Palaeomeandron
Björlykke (1989)
Icnofósiles
Sección Ixtololoya
Icnofacies:Nereites
Talud, abisal
Nereites
Ambientes sedimentarios
FACIES
• Def.- Conjunto de rocas sedimentarias que puede ser definido y separado de otros por su geometría, litología, estructuras sedimentarias, distribución de paleocorrientes y fósiles (Seeley, 1970)
Facies – Principios mayores que definen las facies sedimentarias (de Homewood et al. 2000)
• Regla de Walter: “Los diversos depósitos de una misma área de facies e igualmente la suma de las rocas de las diferentes áreas de facies se forman unas al lado de las otras en el espacio; en un corte, sin embargo, las vemos reposando unas sobre otras ...”
• Mejor dicho: “Las facies las cuales encontramos en forma horizontal también encontramos vertical y viceversa ...”
Asociaciones de facies
Ciclicidad
Tipos de asociaciones de estratos y de facies ...
Tipos de asociaciones de estratos y de facies ...
Tipos de asociaciones de estratos y de facies ...
Tipos de asociaciones de estratos y de facies ...
Tipos de asociaciones de estratos y de facies ...
Tipos de asociaciones de estratos y de facies ...
Tipos de asociaciones de estratos y de facies ...
Tipos de asociaciones de estratos y de facies ...
Tipos de asociaciones de estratos y de facies ...
¿Qué
es
estratigrafía?
Medios sedimentarios
Transporte de masas por gravitación
Flujos gravitativos de sedimentos
Ambientes sedimentários
Procesos sedimentarios
• Físicos• Químicos• Biológicos
Relaciones de la Estratigrafía con otras ciencias ...
Esquema del procesos sedimentario en el contexto del ciclo geológico ...
Edades Relativas
Rasgos de los estratos y medidas de la estratificación ...
Tipos de superficies de estratificación
Geometría de los estratos
Tipos de asociaciones de estratos y de las litología ...
Sección estratigráfica ...
Ley Principal de la Estratigrafía
La ley de Walther:
• Ley de Walter: “Los diversos depósitos de una misma área de facies e igualmente la suma de las rocas de las diferentes áreas de facies se forman unas al lado de las otras en el espacio; en un corte, sin embargo, las vemos reposando unas sobre otras ...”
• Mejor dicho: “Las facies cuales encontramos horizontal también encontramos vertical y a revez ...”
Asociaciones de facies
Litoestratigrafía
Ambientes de Sedimentos Clásticos
• Abanicos Aluviales• Ríos• Deltas• Playas• Turbiditas
Abanicos aluviales
• Def.: Cuerpos sedimentarios de acumulación de materiales con unas dimensiones generales que varían desde métricas a Héctormétricas y kilométricas y que se hallan caracterizados por tener una morfología conoidal muy característica.
Morfología
Abanico aluvial
http://www.uoregon.edu/~millerm/fan.html
Abanico aluvial
http://www.uoregon.edu/~millerm/fan.html
Procesos y depósitos
sedimentarios
Resumen
Ríos
• Def. : Sistemas fluviales regidos por la gravedad produciendo un movimiento de fluido pendiente abajo.
Factores de la sedimentología fluvial (ríos)
• 1. Tiempo+• 2. Relieve inicial+• 3. Geología (litología,estructura)+• 4. Clima+• 5. Vegetación (tipo y densidad)• 6. Relieve o volumen del sistema sobre el
nivel de base• 7. Hidrología (escurrimiento y carga
sedimentaria), Fig 1, zona 1• 8. Red de drenaje• 9. Morfología de pendientes• 10. Hidrología (descarga de agua y sedimento)
zonas 2 y 3• 11. Morfología del canal y valle y
características del sedimento, zona 2• 12. Morfología del sistema deposicional y
características del sedimento, zona 3
(+) más importantes, ya que controlan la evolución del sistema
Tipos de ríos
Sinuosidad del río
Braiding(BP)
de un río
Deltas
¿ Que es un delta ?
Deltas
• Def.: Son estructuras convexas que destacan en una costa frente a la desembocadura de un río y que se forman cuando el aporte de sedimentos supera la redistribución por procesos marinos como olas, corrientes y mareas.
¿ Que es un delta ?
Ríos
La vida de un río
Tipos de ríos
Tipos de deltas
Tipos de
deltas
Nilo – MississipiDeltas dominados por oleaje o río
Delta del Rió Mississipi
Desarrollo de un delta
Desarrollo de un delta
http://www.uoregon.edu/~millerm/delta.html
http://www.uoregon.edu/~millerm/delta.html
http://www.uoregon.edu/~millerm/delta.html
Componentes de un delta
**Para ripples y megaripples
Barra de desembocadura
Playas
• Def.: Son acumulaciones de arena que se extienden a lo largo de la costa de los mares y lagos, de los frentes deltáicos y de las islas, caracterizadas por una desproporcionada relación entre su pequeña anchura y su gran longitud.
Corrientes de resaca
Acción de tempestades
Ambientes sedimentarios
Estructuras sedimentarias
Turbiditas
• Def.: sedimentos detríticos depositados de una vez por una corriente de turbidez. Espesor es de algunos decímetros hasta 2 m. Se describe por la secuencia de Bouma, con 5 intervalos: A) Gravas, B) Arenoso, fino y laminar C) Finos, convolucionado y ondulado D) Limosos, fino y laminar E) Arcilloso.
Lowe (1982)
Lowe (1982)
La famosa secuencia de Bouma(1962)
Abanicos submarinos
SedimentologíaParte II: Rocas Carbonatadas y el Resto
IntroducciónCalcita
Influencia de la presión parcial de CO2 en la solución de Calcita en agua
3 x 10-4 atm CO2 (presión normal de la atmósfera) 50 mg calcita / l H2O30 x 10-4 atm. CO2 107 mg calcita / l H2O
Influencia de la temperatura en la solución de Calcita en agua
0° C 81 mg calcita / 1000g H2O25° C 56 mg calcita / 1000g H2O100° C 18 mg calcita / 1000g H2O
El agua marina está en las profundidades someras sobresaturada de calcita(menos de aragonita o Mg-calcita).
Precipitación de calcita en agua
CaCO3 + CO2 + H2O ↔ Ca2+ + 2HCO3-
entonces:
•más CO2 en el agua ==> disolución de calcita
•menos CO2 en el agua ==> precipitación de calcita
el contenido de CO2 está controlado por
• la asimilación de plantas acuáticas y algas
• la temperatura
•la presión
Ca-minerales más comunes
Aragonita (CaCO3, rómbico) agua marina somera (metaestable), presión > 3,5 kbarconchas
Calcita (CaCO3, trigonal) agua dulce, cuevas, conchas
Mg-Calcita (Ca/Mg CO3) agua marina, conchas
Dolomita CaMg [CO3]2 producto metasomático
Clasificación de rocas carbonatadasroca reacción con HCL color / dureza
lutitas(rocas arcillosas sin calcita) no burbujea gris oscuro / blando
lutitas carbonatadas pocos y chicos burbujas gris oscuro
margasreacción fuerte, burbujas grandes y estables; se queda una piel de arcilla arriba
gris mas claro / intermedio
calizas arcillosas fuerte, menos estable pero todavía con “piel” todos los tonos de gris
caliza rápida pero con burbujas muy chicas y inestables
todo los tonos de gris, corteza blanca, / muy dura, cebra afilada
(en el campo)
Tipos de algas carbonáticas bentónicas en el Fanerozoico (Wray 1977; de Füchtbauer 1988)
Productores I: Algae
Diferenciación de granos revestidos: Ooides (inorgánicos) y oncoides (productos de algas; de Tucker & Wright 1990)
Oncoides sub-reciente (Schäfer & Stapf 1978; de Füchtbauer 1988)
Origen de peloides (de Tucker & Wright 1990)
Distribución de Oncoides y Stromatolithi en una zona costera) (Logan et al. 1964; de Füchtbauer 1988)
Ritmo de día y noche de Stromatolithi recientes (Gebelein 1969; de Füchtbauer 1988)
Zonas de formación de granos revestidos (coated grains; de Tucker & Wright 1990)
Productores II (Animales)
Composición mineralógica de organismos esqueléticos, (modificado de Scholle 1978; de Tucker & Wright 1990)
Distribución (por temperatura y profundidad) de foraminíferas en el Pacífico(Saidowa 1967 y Braisler 1980; de Füchtbauer 1988)
Distribución de arrecifes (Biohermas; Reef) y biohermas de barro (Reef Mounds) en la historia de la tierra (James 1983; de Füchtbauer 1988)
Tipos de arrecifes (Wilson 1975; de Füchtbauer 1988)
Composición de barro carbonatado de la Bahía de Ábaco, Bahamas (Neumann & Land 1975 y Tucker 1981; de Tucker & Wright 1990)
Calizas sin estructuras (contenido se forman por
•la precipitación de agujas de aragonita de una solución sobresaturada. Estos cristales de aragonita se encentran solo en el sedimento no litificado
•concentración de nanofósiles (flora cocolito)
•destrucción de partículas biogenéticas más grandes
transporte de detritos carbonatado del continente
Classificación de los tipos básicos de calizas según Folk (1959)
(de Tucker & Wright 1990)
Clasificación de madurez de la textura de calizas según Folk (1962) (de Flügel 1982)
Clasificación de calizas según Dunham (1962) (de Tucker & Wright 1990)
Tipos de microfacies (SMF) y esquema de facies con descripción de la litología (según Wilson 1975; de Flügel 1982)
Categorías mayores de plataformas de carbonatos
(de Tucker & Wright 1990)
Perfil sísmico de un margen continental, mostrando la progresión de una rampa (según Gamboa et al; de Tucker & Wright 1990)
Distribución global de sedimentos pelágicos en el fondo oceánico (según Jenkyns 1986; de Tucker & Wright 1990)
Distribución esquemática de sedimentos pelágicos en una dorsal oceánica
(según Jenkyns 1986;
de Tucker & Wright 1990)
Distribución de sedimentos en el Atlántico(de Bjørlykke 1989)
Minerales de evaporitas (minerales muy abundantes están escritos cursivo) (de Füchtbauer 1988)
Evaporitas
Sedimentación química fraccionada(Richter-Bernburg 1955; de Füchtbauer 1988)
Formas de deposición de evaporitas(según Schmalz 1970; de Füchtbauer 1988)
Diagrama esquemático de un complejo Playa-Lago(según Eugster & Hardie 1975; de Füchtbauer 1988)
Re tos
Sedimentos silíceos
Esqueletos de protistas
autótrofas
(de Füchtbauer 1988)
Esqueletos de protistas
heterótrofas
(de Füchtbauer 1988)
Extracción de ácido silícico de agua marina(según Lisitzin et al. 1967; de Füchtbauer 1988)
Sedimento (no litificado) Cuota de Sedimentación en mm/1000 años
Barro de radiolarios ca. 5
Barro de diatomeas ca. 15 - 80
Arcilla pelágica 2
Barro carbonatado abisal 5 - 30
Producción de sedimentos no litificados recientes cerca del Ecuador (según Keene 1976; de Füchtbauer 1988)