Tema 6 – Los ambientes sedimentarios. Litogénesis. Las rocas sedimentarias más importantes.

Tema 6 – Los ambientes sedimentarios. Litogénesis. Las rocas sedimentarias más importantes.

INTRODUCCIÓN

Los sedimentos y las rocas sedimentarias son rocas exógenas, y son el resultado de la actuación de los agentes de la dinámica externa del planeta. Sobre los sedimentos se desarrollan unos procesos llamados postsedimentarios o diagenéticos, originando las rocas sedimentarias.

METEORIZACIÓN

Los agentes atmosféricos tiene una acción permanente sobre las rocas según las condiciones climáticas, lo que conduce a una alteración de los materiales conocida como meteorización. Esta puede ser:

-meteorización mecánica: en el ambiente periglaciar se produce la gelifracción, que consiste en la rotura de la roca debido a la formación de cuñas de hielo cuando el agua introducida en las grietas aumenta de volumen al solidificarse, y en el ambiente desértico, se produce una fragmentación por la dilatación en la roca, debido a la gran variación de temperatura entre el día y la noche

-meteorización química: comprende dos acciones diferentes, la disolución y la hidrólisis. La disolución consiste en que el agua de la lluvia lleva consigo dióxido de carbono, oxígeno y más iones como Mg. y Na, por ello presenta una alta agresividad química en contacto con la roca, y se transforma el carbonato en bicarbonato muy soluble. La hidrólisis implica un cambio químico profundo del mineral. Un buen ejemplo es la destrucción de los silicatos que los convierte en óxidos de sílice, aluminio y hierro.

-meteorización biológica: se produce una modificación de la superficie de la roca por la colonización de líquenes, bacterias, algas y hongos, y por las raíces que forman cuñas en el terreno. El efecto biológico más importante es la creación de suelos por el depósito de materia orgánica que pasa a humus por la acción bacteriana.

LOS PROCESOS SEDIMENTARIOS

Los procesos sedimentarios son los que van a dar lugar a la formación de los sedimentos y se realizan en la superficie terrestre. Estos procesos comienzan en el momento en el que una roca sufre meteorización y le siguen los procesos de erosión, transporte y sedimentación.

erosión: se produce el movimiento de materiales rocosos y la movilización de sustancias por la meteorización de la roca.

transporte del material disgregado por los distintos agentes geológicos como el mar, viento, agua en ríos y torrentes…

sedimentación, acumulo del material que ha sido erosionado y transportado.

El ciclo de los procesos sedimentarios se reduce a un continuo traslado de masa hacia zonas de más bajo nivel energético, donde los agentes geológicos pierden energía.

LA LITOGÉNESIS

Los sedimentos que han sido depositados van a sufrir un nuevo proceso, la litogénesis, por el que se transformarán en rocas sedimentarias. Se engloban en este proceso todos los cambios que tienen lugar en los sedimentos después de la sedimentación y que afectan tanto a las partículas minerales como al agua intersticial. Pueden ser puramente físicos (como la reducción de volumen o compactación) y los que tienen más carácter químico y que afecta a la composición mineralógica del sedimento. Estos cambios son debidos a procesos físico-químicos, bioquímicos, etc… y suceden a determinadas condiciones de temperatura y presión.

La litogénesis se puede dividir en tres etapas o fases:

-sindiagénesis: el sedimento recién depositado está sometido a condiciones oxidantes que al ser recubierto por sedimentos posteriores pierde la regeneración del oxígeno que es consumido en procesos bioquímicos y pasa a condiciones reductoras. En estas condiciones se realiza la neoformación de minerales.

-anadiagénesis: comprende una serie de procesos, la compactación, que es una disminución del volumen del sedimento, se debe a la presión de carga y aparece como consecuencia del enterramiento, dando lugar a una disminución de la porosidad y de la permeabilidad. Los mecanismos de compactación varían mucho según la composición inicial del sedimento. La cementación es el momento en el que se fijan como fase sólida las sustancias disueltas, el agua intersticial ya comprimida y saturada se reparte por el sedimento. Prácticamente no existe actividad orgánica y la neoformación está controlada por reacciones entre los minerales preexistentes y el agua intersticial, junto con la aparición del cemento. Es la zona en la que se forman concreciones. Al aumentar la profundidad hay expulsión del agua intersticial, con deshidratación de minerales, recristalización, deformación de granos minerales, disolución por presión, etc… que llevan al sedimento a una consolidación completa.

-epidiagénesis es una etapa prerosiva, que se realiza en sentido contrario por pérdida de carga de sedimentos.

PROPIEDADES DE LOS SEDIMENTOS Y COMPOSICIÓN.

El sedimento y la roca sedimentaria son una asociación de fases minerales y muchas de sus propiedades dependen de las características de las partículas aisladas, de las propiedades según el nivel de asociación y de la textura.

Sobre la textura influyen factores como tipo de relieve, clima, intensidad y duración de la meteorización. En la textura del sedimento tenemos distintos componentes como son los clastos, granos con un tamaño bien separado del resto de componentes más finos que constituyen la matriz y del cemento, que aparece generalmente después de la sedimentación en el proceso de litogénesis.

Elementos texturales: tamaño del grano, redondez, forma, textura superficial según el mecanismo de transporte, empaquetamiento, orientación y composición.

Las partículas del sedimento responden de manera distinta a los procesos sedimentarios. Las partículas más finas, como los minerales de la arcilla, pueden continuar más tiempo en suspensión que las arenas de cuarzo y por tanto ser depositadas a mayor distancia del área madre.

En cuanto al origen se distinguen:

-componentes detríticos: formados por fragmentos rotos y desgastados que han sufrido un transporte mecánico largo

-componentes químicos y bioquímicos: se han originado por procesos químicos y orgánicos a partir de sustancias presentes en el ambiente sedimentario.

La corteza continental , donde se encuentran los sedimentos y las rocas sedimentarias, también

es llamada corteza granítica (el granito está formado por cuarzo, feldespato y mica).

Los componentes minerales más importantes en la composición de los sedimentos son:

-cuarzo: aproximadamente el 25% del total de los sedimentos. Es importante como cemento.

-feldespatos: menor al 10% en sedimentos. El estudio de su distribución y abundancia es de gran valor en interpretaciones paleogeográficas. Los más abundantes son: ortosa.

-micas: entre 5-10% en sedimentos. La más abundante es la moscovita.

-carbonatos: son componentes fundamentales de los sedimentos y de las rocas carbonatadas. Los más importantes son: calcita, dolomita y siderita.

LOS AMBIENTES SEDIMENTARIOS

Un ambiente sedimentario es una parte de la superficie terrestre con unas condiciones físicas, químicas y biológicas que las diferencian de las zonas adyacentes y sobre la que se desarrollan procesos sedimentarios característicos.

Una clasificación sencilla de los ambientes sedimentarios seria según el proceso que predomina en la zona: ambientes erosivos (predomina la erosión), ambiente deposicional (predomina la sedimentación) y ambiente no deposicional (equilibrio entre erosión y sedimentación). Los procesos sedimentarios presentan una gran influencia geográfica, la mayoría de los ambientes superficiales son ambientes erosivos y la mayoría de los ambientes subacuaticos son ambientes de acumulación de sedimentos.

Las características que definen los ambientes sedimentarios son:

-geometría: el tamaño y forma del medio sedimentario

-materiales: la relación entre la disponibilidad de materiales y capacidad de transporte. Si hay más materiales disponibles que la capacidad de transporte, existirá sedimentación (llanura aluvial), si la capacidad de transporte es mayor , predominará la erosión (torrente).

Por ejemplo: si no hay material disponible y el medio de transporte tiene una energía muy alta, el ambiente será de tipo erosivo.

-características físico-químicas del ambiente: temperatura, vientos, precipitaciones, heladas, insolación, profundidad( mar), composición química del agua,…

-energía :corrientes de agua, dirección e intensidad de los vientos, grado de pendiente topográfica, grado de levantamiento…

-las características biológicas: conjunto de organismos, flora y fauna, que se desarrollan en el medio, las relaciones entre sí y con los procesos sedimentarios.

Clasificación de los ambientes sedimentarios:

Esta clasificación se basa en las características geográficas y morfológicas de la superficie terrestre.

Tenemos ambientes sedimentarios continentales, mixtos o de transición y marinos.

Ambiente sedimentario continental.

Se clasifican fundamentalmente por la morfología.

-Ambiente glaciar: movimiento lento de grandes masas heladas que llevan consigo importantes acumulaciones de sedimentos: arenas y grava.

-Ambiente eólico y desértico: característico de zonas áridas, sin agua ,donde el principal mecanismo de transporte es el viento y el depósito característico es la duna. Sedimentos: arena y polvo.

-Ambiente abanico aluvial: al pie de relieves montañosos en casi todo tipo de climas, con mayor desarrollo en condiciones áridas. El sistema de transporte característico es en masa, coladas de fango que se ponen en movimiento a partir de precipitaciones intensas y de corta duración. Los depósitos consisten en alternancia de fangos. Sedimentos: arena, grava y lodo.

-Ambiente fluvial: característico de zonas con precipitaciones más o menos constantes. Podemos diferenciar dos tipos: trenzado (sedimentos más gruesos) y meandriforme (sedimentos más finos).

-Ambiente lacustre: presenta gran variabilidad según situación climática, profundidad,…Puede tener gravas, arenas, arcillas y sales, calizas, turberas…

Ambiente sedimentario transición

Son ambientes situados en la zona límite entre el continente y mar y los sedimentos se acumulan tanto por aportación marina como continental. La fuerte intensidad de sedimentación da lugar a cambios continuos en la morfología y delimitación de la línea de costa.

-Ambiente deltaico: se localiza en la desembocadura de los rios, donde descarga la mayor parte del sedimento transportado, provocando un avance de las zonas que se rellenan con sedimentos sobre el mar. La formación de los deltas y su morfología depende de la cantidad de sedimentos transportados, del grado de dispersión de la desembocadura y del mecanismo marino de distribución del sedimento. Arena y lodos.

-Ambiente de playa, islas barrera: fuera de desembocadura fluvial. Grandes depósitos de arena y grava. Los cayados (en Canarias) son lisos y planos. Ejemplo: playa de El Médano, y playa de la Graciosa como playa organógena.

-Ambiente de marismas: la marea cubre alternativamente superficies extensas, en zonas de costa muy planas. Sedimentos muy finos, fangos con carbonato cálcico que puede ser generado en la marisma por actividad orgánica (algas). En climas húmedos puede haber un importante desarrollo de vegetación continental que dará lugar a la formación de turberas que pueden evolucionar a carbón.

Ambiente sedimentario marino

Corresponde a ambientes donde el transporte se debe a la dinámica marina. Los sedimentos tiene su origen generalmente en los ambientes de transición.

-Ambiente arrecifal: se desarrolla en un ambiente marino, agitado y oxigenado y con salinidad normal. Se produce el desarrollo y crecimiento de organismos marinos coloniales. Consisten en depósitos de carbonato y restos de estos organismos y sedimentos detríticos de carbonato.

-Ambiente litoral: plataforma continental, desde la zona submareal. Los sedimentos están sometidos a fuerte dispersión por la acción de las olas y corrientes marinas. Encontramos arenas en las zonas más agitadas y próximas a la costa, y limos y arcillas en las zonas más alejadas y en calma.

-Ambiente de talud y marino profundo: en el exterior de la plataforma continental. Los sedimentos llegan al borde de la plataforma y llegan a la base del talud, formando los abanicos submarinos o turbiditas. Lodos y arena.

-Ambiente abisal: la sedimentación es poco intensa y hacia el interior de los océanos van desapareciendo paulatinamente los depósitos más antiguos. En cambio en las zonas próximas al talud los fondos oceánicos presentan mayor espesor sedimentario con sedimentos más antiguos en su base. Lodos y sílices.

LAS ROCAS SEDIMENTARIAS:

Clasificación de las rocas sedimentarias:

-Detríticas: (terrígenas o clásticas) están formadas por fragmentos de rocas o minerales procedentes de rocas preexistentes que han quedado expuestas a la meteorización. Estos fragmentos suelen estar formados por minerales estables en las condiciones de la superficie terrestre. Este tipo de rocas suelen contener una gran proporción de cuarzo.

Las rocas detríticas se clasifican en función del tamaño de grano de los clastos que las forman en: (de mayor a menor tamaño)

· Conglomerados. Rocas constituidas por clastos con diámetro superior a los 2 mm. Si los cantos son redondeados recibe el nombre de pudinga y si son angulosos reciben el nombre de brecha.

· Areniscas. Rocas constituidas por clastos con tamaño de grano entre 2 mm y 1/16 mm (samitas). Las areniscas se subdividen a su vez en dos grandes grupos, en función del porcentaje de matriz sobre el de clastos en: arenitas (matriz < 15%) y grauvacas (matriz > 15%)

· Limolitas. Rocas constituidas por clastos con tamaños entre 1/16 mm y 1/256. (Pueden incluirse en el grupo de las areniscas)

· Lutitas (Arcilita). Rocas constituidas por granos de tamaño inferior a 1/256 mm. Normalmente su composición mineralógica esta definida mayoritariamente por el grupo de las arcillas.

-Físico-químicas:. también llamadas rocas de precipitación, se forman por precipitación de los productos disueltos de la erosión. Estas rocas se clasifican principalmente según su composición química o material. La evaporación y otras influencias pueden dar como resultado la sobresaturación de las soluciones y en la precipitación de minerales. La precipitación puede producirse por la influencia de seres vivos o por procesos puramente químicos como la evaporación en el caso de las evaporitas, como ejemplo importante tenemos la sal común.

Ejemplos: calizas, yeso, dolomias, fosforitas, sílex, depósitos de hierro y manganeso.

Un caso especial es el de la caliza, roca que puede aparecer por precipitación química pero que en su mayoría es producto de la acción de los seres vivos. El carbonato cálcico es parte del material biológico de la mayoría de los seres vivos. Forma sus partes duras. La fosilización de esos seres vivos forma la roca caliza.

-orgánicas: son las formadas por depósitos fundamentalmente de origen orgánico, es decir los restos de lo organismos vivos. Rocas típicamente orgánicas con la creta, el carbón, el coral, el lodo, la turba, el diamante, petróleo y gas natural, areniscas asfálticas y lutitas bituminosas.

a)petróleo: es el resultado de un complejo proceso físico-químico en el interior de la tierra, en el que, debido a la presión y las altas temperaturas, se produce la descomposición de enormes cantidades de materia orgánica que se convierten en aceite (petróleo, crudo) y gas (gas natural). Esa materia orgánica está compuesta fundamentalmente por el fitoplancton y el zooplancton marinos, al igual que por materia vegetal y animal, todo lo cual se depositó en el pasado en el fondo de los grandes lagos y en el lecho de los mares. El petróleo se encuentra ocupando los espacios de las rocas porosas, principalmente areniscas y calizas.

b)carbón: es una roca sedimentaria formada por la descomposición de grandes masas vegetales durante los procesos de litogénesis que enriquecen los sedimentos en carbono. La formación de carbón se realizó en aguas poco profundas, como pantanos, deltas, ríos… con la acción de bacterias anaerobias que aumentan la concentración de carbono de los hidratos de carbono vegetales con el desprendimiento de gases como metano y anhídrido carbono.

Tipos de carbón: hulla, antracita y lignito.

c)turba: es una mezcla de fragmentos vegetales que se asientan en lugares con nivel freático elevado, permanentemente saturados de agua, como los terrenos pantanosos. En estas condiciones la materia orgánica se transforma muy lentamente. Se pueden clasificar en dos grupos: turbas rubias y negras. Las turbas rubias tienen un mayor contenido en materia orgánica y están menos descompuestas, las turbas negras están más mineralizadas teniendo un menor contenido en materia orgánica.

Rocas sedimentarias en Canarias

En las islas más orientales, que son las más antiguas, abundan las rocas sedimentarias y de origen coralino. Existe petróleo y gas en el anticlinal continental sahariano que llega hasta las cercanías de las islas de Lanzarote y Fuerteventura. Encontramos playas levantadas, arenas a varios metros de altura, en el Médano (Tenerife), Gran Canaria y Fuerteventura.

En La Palma aparecen los sedimentos de distintas épocas. Los más destacados son los del barranco de Las Angustias, que forman una masa de conglomerados ya cementados que llegan a alcanzar una altura de 400 m. Estos sedimentos corresponden a acumulaciones de arrastres de los barrancos en diferentes periodos. En La Gomera encontramos unos fondos de barrancos con gran cantidad de sedimentos y se aprovechan para cultivos.

CONCLUSIÓN

Los sedimentos y las rocas sedimentarias constituyen importantes recursos naturales y su aprovechamiento presenta a veces un impacto ambiental considerable. Por ejemplo: la explotación de gravas y arenas en los cauces de los ríos, así como en las zonas playeras tiene un efecto desestabilizador sobre el equilibrio transporte-sedimentación y afectan al sistema fluvial o costero. La explotación de combustibles fósiles como el carbón libera durante su extracción y consumo importantes cantidades de óxidos de azufre y cationes metálicos que contaminan las aguas y la atmósfera, provocando lluvias ácidas, también el consumo petróleo libera una fuente de nitratos, monóxido de carbono y dióxido de carbono. En Canarias, se utilizaba hasta hace muy poco la arena de playa en construcción, lo que ha llevado en la actualidad a que numerosas construcciones presenten problemas en su estructura porque se encuentra oxidada. También en nuestras islas existe un aprovechamiento importante de la sal, con salinas en Lanzarote y La Palma, y hasta hace unos 25 años también en Tenerife.

La observación de los procesos de sedimentación ha permitido conocer que generalmente la sedimentación no es un proceso continuo y homogéneo en el tiempo sino que está relacionada con momentos de mayor disponibilidad y utilización de energía, mayor eficacia en el medio de transporte.

A) INTRODUCCIÓN

B) LA METEORIZACIÓN

C) LOS PROCESOS SEDIMENTARIOS

D) LA LITOGÉNESIS

-Etapas de la litogénesis

E) PROPIEDADES DE LOS SEDIMENTOS Y COMPOSICIÓN

-Componentes minerales de los sedimentos

F) LOS AMBIENTES SEDIMENTARIOS

Clasificación de los ambientes sedimentarios

-ambiente continental

-ambiente de transición

-ambiente marino

G) LAS ROCAS SEDIMENTARIAS

Clasificación de las rocas sedimentarias

-detríticas

-físico-químicas

-orgánicas

a)petróleo

b)carbón

c)turba

Rocas sedimentarias en Canarias

H) CONCLUSIÓN

-Geología. Águeda, Anguita

-páginas web:

http://www.fagro.edu.uy/geologia/web/Mat_Apo/RyM/rym-5.htm

http://plata.uda.cl/minas/apuntes/Geologia/geologiageneral/ggcap05e.htm

http://geologia.igeolcu.unam.mx/academia/Temas/Sedimentos.html