TEMA 6. LOS AMBIENTES SEDIMENTARIOS. LITOGÉNESIS. LAS ROCAS SEDIMENTARIAS MÁS IMPORTANTES.

TEMA 6. LOS AMBIENTES SEDIMENTARIOS. LITOGÉNESIS. LAS ROCAS SEDIMENTARIAS MÁS IMPORTANTES.

Introducción

 

Las rocas sedimentarias constituyen menos del 8% del volumen de la corteza, pero cubren aproximadamente el 75% de la superficie continental terrestre. Son los registros geológicos del pasado, albergando la práctica totalidad de los fósiles y, por ende, la historia de la vida, el clima y los paleoambientes. Además, concentran la mayor parte de los recursos energéticos (petróleo, gas, carbón) y minerales (sales, fosfatos).

Este tema se enmarca en la Geodinámica Externa, analizando cómo la acción de la atmósfera, la hidrosfera y la biosfera transforma la materia a través de la Litogénesis (el proceso completo de formación de las rocas sedimentarias).

Según la LOMLOE (Ley Orgánica 3/2020), el estudio de estos procesos contribuye directamente al desarrollo de la Competencia Ecosocial (CE.BG.5), al vincular la explotación de recursos con la sostenibilidad, y a la Competencia STEM (CE.BG.2), al requerir la interpretación de secuencias y la modelización de ambientes pasados. Los currículos (RD 217/2022 de ESO y RD 243/2022 de Bachillerato) exigen que el alumnado relacione los agentes geológicos externos con la formación de los diferentes tipos de rocas sedimentarias.

 

1. Litogénesis y ambientes sedimentarios

 

La Litogénesis es un proceso secuencial y continuo que consta de cuatro etapas principales: meteorización, transporte, sedimentación y diagénesis.

1.1. Etapas de la litogénesis

 

  1. Meteorización (Disgregación y Alteración): Es la destrucción de la roca preexistente in situ (sin transporte).
    • Mecánica (Física): Fractura la roca en fragmentos más pequeños (clastos), aumentando la superficie de ataque. Procesos clave: gelifracción (cuñas de hielo), termoclastia y haloclastia.
    • Química: Alteración de la composición mineral, principalmente por hidrólisis (transformación de feldespatos en arcillas), disolución (calizas) y oxidación.
    • Biológica: Acción de organismos (raíces, líquenes) que facilitan la disgregación.
  2. Transporte: Movimiento de los sedimentos desde el área fuente hasta la cuenca de sedimentación, principalmente por agua, viento, hielo o gravedad. La energía del medio (velocidad de la corriente o del viento) determina el tamaño del grano transportado y la selección del sedimento.
  3. Sedimentación (Deposición): Ocurre cuando la energía del medio de transporte disminuye por debajo del umbral necesario para mover una partícula. Se rige por la ley de Stokes. La sedimentación química ocurre cuando se satura la disolución.
  4. Diagénesis (Litificación): Conjunto de procesos físico-químicos que transforman el sedimento suelto en roca consolidada (litificación). Ocurre a bajas temperaturas (generalmente < 200ºC).
    • Compactación: Reducción del volumen por la presión del sedimento suprayacente, expulsando agua.
    • Cementación: Precipitación de minerales disueltos (sílice, carbonatos, óxidos de hierro) en los poros del sedimento, actuando como “pegamento”.
    • Sustitución y Recristalización: Reemplazo de un mineral por otro o reorganización de los cristales (ej. la transformación de la Calcita a Dolomita o la recristalización de la Calcita para formar el Mármol, aunque esto último ya es metamorfismo de contacto o baja P-T, se inicia en la diagénesis con el crecimiento de cristales de Calcita).

 

1.2.           Los Ambientes Sedimentarios

 

Un ambiente sedimentario es una región de la superficie terrestre caracterizada por condiciones físicas, químicas y biológicas específicas que determinan el tipo de sedimento depositado. Se clasifican en tres grandes grupos:

  1. Ambientes Continentales:
    • Fluviales: Transporte activo y sedimentación en cauces. Sedimentos gruesos, mal clasificados (grava, arena).
    • Lacustres: Aguas tranquilas (baja energía). Sedimentos finos (arcillas, limos) y sedimentación química/organógena (carbonatos, depósitos de turba).
    • Eólicos (Desérticos): Transporte por viento. Sedimentos muy finos y muy bien seleccionados (arena fina).
    • Glaciares: Transporte por hielo. Sedimentos no clasificados y no seleccionados (tillitas).
  2. Ambientes de Transición:
    • Deltas: La desembocadura de un río en el mar o un lago. Gran aporte de sedimentos y rápidas variaciones de energía y salinidad.
    • Playas y Barretas: Zonas de alta energía. Sedimentos siliciclásticos bien seleccionados (arenas).
    • Estuarios y Marismas: Zonas tranquilas, influenciadas por mareas. Acumulación de lodos y materia orgánica (importante para la formación de carbón y petróleo).
  3. Ambientes Marinos:
    • Plataforma Continental (Somero): Alta actividad biológica. Dominio de las rocas carbonatadas (arrecifes, calizas).
    • Talud y Llanura Abisal (Profundo): Baja energía. Sedimentación de arcillas, limos y sedimentos biogénicos (ej. radiolarios y foraminíferos).

 

2. Las rocas metamórficas más importantes

 

Se clasifican atendiendo al origen de sus componentes.

2.1. Rocas Detríticas (Clásticas)

 

Formadas por la acumulación y consolidación de fragmentos sólidos (clastos) de otras rocas (detritus) que han sido transportados. La clasificación se basa en el tamaño del grano:

Tamaño del ClastoNombre del SedimentoRoca ConsolidadaEjemplo
> 2 mm} (Grava, guijarros)GravaCONGLOMERADO (Clastos redondeados) o BRECHA (Clastos angulosos)Depósitos fluviales
2 mm – 1/16 mm (Arena)ArenaARENISCADunas, playas
< 1/16 mm (Limo, Arcilla)LodoLUTITA (o pelita) / ARCILLITALagos, llanuras abisales

 

2.2. Rocas Químicas y Bioquímicas

 

Formadas por precipitación química de iones disueltos o por la actividad biológica.

  1. Carbonatadas: Dominadas por 𝐶𝑎𝐶𝑂3.
    • Caliza: El componente principal es la Calcita. Pueden ser químicas (ej. tobas calcáreas) o bioquímicas (ej. biohermas de arrecifes coralinos). Reaccionan al HCl.
    • Dolomía: Formada por sustitución del Ca de la Calcita por Mg (proceso diagenético).
  2. Evaporitas: Formadas por la precipitación de sales debido a la evaporación del agua de mar o lagos salinos.
    • Yeso (CaSO₄ · 2H₂O), Halita (Sal Común, NaCl) y Silvina (sales de Potasio, importantes en el Yacimiento de Súria, Barcelona).
  3. Silíceas: Formadas por precipitación de Sílice (ej. sílex o radiolaritas).

 

2.3. Rocas Organógenas (Orgánicas)

 

Formadas por la acumulación, enterramiento y transformación de materia orgánica.

  • Carbón: Acumulación y compactación de restos vegetales. El grado de madurez (metamorfismo incipiente) determina el tipo: Turba à Lignito à Hulla à Antracita.
  • Rocas Madre de Hidrocarburos: Lutitas o calizas ricas en Kerógeno (materia orgánica transformada), que al ser sometidas a P y T (entre 70ºC y 150ºC) generan Petróleo y Gas Natural.

Aplicación didáctica

 

El objetivo es pasar de la clasificación a la interpretación de la historia geológica de una región.

Competencias Específicas Clave:

 

  • ESO (RD 217/2022): CE.BG.2 (Interpretar la Tierra como sistema dinámico), CE.BG.6 (Identificar la materia y sus propiedades, incluyendo los recursos).
  • Bachillerato (RD 243/2022): CE.BG.2 (Relacionar procesos geológicos con evolución), CE.BG.4 (Análisis integrado de riesgos y recursos).

 

Ejemplo de Aplicación 1: 3º ESO – “La Energía del Transporte”

 

  • Metodología: Indagación científica / Laboratorio (Modelización).
  • Situación de Aprendizaje (SA): “¿Cómo podemos saber si un sedimento fue depositado por un río de alta energía o un lago de baja energía, solo mirando el tamaño del grano?”
  • Desarrollo:
    1. Muestras: El alumnado examina muestras de Conglomerado (mal clasificado) y Arenisca de duna (bien seleccionada).
    2. Experimento (Inquiry): Se utiliza un canal de pendiente (o una botella cortada) con una mezcla de arena, limos y grava. Se les pide:
      • Simular una alta energía (pendiente fuerte y caudal rápido): Observan cómo solo la grava se deposita cerca del inicio, y la arena es arrastrada lejos.
      • Simular una baja energía (pendiente suave y caudal lento): La arena y el limo se depositan simultáneamente.
    3. Conexión: Relacionan que la selección y el tamaño del grano son el resultado directo de la energía del medio de transporte, permitiendo inferir el ambiente sedimentario (STEM 2).
  • Recursos: Kits de sedimentos de diferente tamaño, lupas, recipientes transparentes, agua.
  • Evaluación: Informe que conecte el gradiente de energía y la capacidad de transporte con la textura de la roca detrítica resultante.

 

Ejemplo de Aplicación 2: 1º Bachillerato – “Cuenca del Ebro: Reconstrucción de un Paleoambiente”

 

  • Metodología: Aprendizaje Basado en Problemas (ABP) / Análisis de cortes geológicos.
  • Situación de Aprendizaje: “En la Cuenca del Ebro encontramos una secuencia que va de Conglomerados y Areniscas rojas (en los Pirineos) a Calizas y Evaporitas (Yeso y Halita) en el centro. ¿Qué nos indica esta secuencia sobre la geografía y el clima de hace millones de años? ¿Dónde están los recursos clave?”
  • Desarrollo:
    1. Investigación de Contexto (TIC): Los alumnos investigan la formación de la Cuenca del Ebro (depresión de antepaís) durante la orogenia Alpina.
    2. Análisis de Secuencia:
      • Conglomerados: Ambiente de abanicos aluviales (alta energía) cerca de la montaña.
      • Calizas: Ambiente lacustre o marino somero.
      • Evaporitas: Ambiente lacustre o marino hipersalino (clima árido, alta evaporación) en el centro de la cuenca, cuando el mar se cerró.
    3. Modelización P-T: A diferencia del Metamorfismo, aquí se trabaja con la variable: Disponibilidad de agua y Salinidad.
    4. Recursos (CE.BG.4): Se discute que los depósitos de Yeso y Halita (Sal) de la cuenca son recursos mineros activos (Ej. Potasa, esencial para fertilizantes) y se analizan las implicaciones de su explotación (impacto Ecosocial).
  • Recursos: Cortes geológicos simplificados de la Cuenca del Ebro (IGME), muestras de Yeso/Halita, mapas paleogeográficos.
  • Evaluación: Presentación (oral o digital) que reconstruya la evolución paleogeográfica de la cuenca y evalúe la importancia de los recursos geológicos asociados.

 

Conexión interdisciplinar y orientación vocacional

 

  • Química: La precipitación de evaporitas y la formación de carbonatos son ejercicios de solubilidad, equilibrio químico y saturación de disoluciones. La maduración del kerógeno es química orgánica.
  • Física: El transporte y la sedimentación se rigen por la mecánica de fluidos (Ley de Stokes, flujo turbulento vs. laminar) y la dinámica de olas y corrientes.
  • Biología: Los fósiles y los procesos de bioerosión, así como la formación de rocas organógenas, son la intersección de la Geología con la Paleontología.

Orientación Vocacional:

  • Geología del Petróleo y Gas: Exploración de cuencas sedimentarias para la prospección de hidrocarburos.
  • Hidrogeología: Estudio de la porosidad y permeabilidad de las areniscas y calizas (acuíferos).
  • Ingeniería Civil: Análisis de la resistencia de rocas detríticas (areniscas, arcillitas) para cimentaciones y túneles.
  • Arqueología/Paleoclimatología: Reconstrucción de ambientes pasados y datación de yacimientos a partir de secuencias sedimentarias.

 

Conclusión

 

El proceso de Litogénesis es la culminación de la Geodinámica Externa, resultando en las rocas sedimentarias que conforman nuestro paisaje y albergan recursos vitales. Comprender los ambientes sedimentarios es decodificar la historia del planeta: desde la agresiva acción del hielo en el Pleistoceno (formando tillitas) hasta la calma de los mares tropicales del Mesozoico (formando calizas con arrecifes).

La enseñanza de este tema bajo la LOMLOE permite al alumnado desarrollar un pensamiento sistémico, conectando los agentes climáticos con los productos geológicos y los recursos económicos. Formar a los estudiantes en la lectura de las rocas sedimentarias es esencial para la gestión responsable del territorio y la toma de decisiones informada sobre el uso sostenible de nuestros recursos naturales.

Normativa y Bibliografía

 

  • Ley Orgánica 3/2020, de 29 de diciembre (LOMLOE).
  • Real Decreto 217/2022, de 29 de marzo (Enseñanzas mínimas ESO).
  • Real Decreto 243/2022, de 5 de abril (Enseñanzas mínimas Bachillerato).
  • Instituto Geológico y Minero de España (IGME-CSIC). Mapas Geológicos de España y recursos didácticos. Esencial para contextualizar cuencas como la del Ebro o la Bética.
  • Anguita Virella, F. (1993). Procesos geológicos externos y geología ambiental. Editorial Rueda.
  • Tarbuck, E. J., Lutgens, F. K., & Tasa, D. G. (Última edición). Ciencias de la Tierra: una introducción a la geología física. Pearson Educación.
  • Tucker, M. E. (2001). Sedimentary Petrology: An Introduction to the Origin of Sedimentary Rocks. Blackwell Science.
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