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Cloruro de Sodio
1
Tatiana Ordenes Cataldo tatiordenes@gmail.com
1
Departamento de Ingeniería en Minas. Facultad de Ingeniería. Universidad de Santiago de Chile.
Rocas Sedimentarias Mineralogía y Petrografía. Semestre Primavera 2014
Introducción Ciclo de las Rocas
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Conceptos Básicos
Rocas sedimentarias
Formadas a partir de sedimentos cercanos a la superficie terrestre.
Constituyen el 75% de los afloramientos (aunque su volumen en la corteza
es 5% aprox.).
Sedimentos
Partículas o fragmentos sólidos de origen orgánico o inorgánico.
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Sedimentos y
Rocas estratificadas
Estrato
Masa de material sedimentario1
dispuesto en un nivel o capa
distinguible de otras capas sobre o
bajo ella.
1. También puede ser no
sedimentario. (Ej. Lavas)
Las rocas sedimentarias
4
Tipos de Rocas Sedimentarias Se clasifican según su origen en:
Clásticas o Detríticas
Formadas por la acumulación mecánica de fragmentos minerales
y de roca provenientes de la desintegración de rocas más antiguas.
Químicas
Derivan del material producido por meteorización química, que es
transportado en solución a lagos y mares, donde el material precipita y
cristaliza.
Biogénicas Se forman por la acumulación, degradación y precipitación de
materiales generados mediante procesos orgánicos (conchas,
exoesqueletos, restos vegetales, etc.).
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Texturas de rocas sedimentarias
• Al igual que las rocas ígneas, la textura de las rocas sedimentarias tiene
relación con la cristalinidad, el tamaño del grano y las relaciones
entre los distintos componentes.
• Se pueden clasificar en dos grandes grupos según su textura:
Texturas clásticas (rocas clásticas o detríticas).
Texturas no clásticas (rocas sedimentarias químicas
y biogénicas).
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Jaspe
Texturas de rocas sedimentarias Clásticas
• Se generan por la acumulación de sedimentos (sedimentación) o
clastos de diverso origen por largo tiempo, hasta que se convierten en
rocas mediante un proceso conocido como diagénesis.
• Los sedimentos corresponden principalmente a fragmentos minerales
y de roca provenientes de la desintegración de rocas más antiguas.
Pueden tener cualquier tamaño, forma y composición.
Los procesos involucrados en la generación de una roca sedimentaria
clástica son: meteorización, transporte, sedimentación,
enterramiento, diagénesis.
• Los elementos que definen el patrón textural de las rocas detríticas
son el tamaño de grano, la selección, la morfología de los clastos y
el empaquetamiento.
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Componentes:
CLASTOS
CEMENTO
MATRIZ
POROS
Rocas Sedimentarias Clásticas
8
Espacios intersticiales entre los clastos, que están
vacíos.
Componentes:
Clastos
Matriz
Cemento
Poros
Partículas o fragmentos sólidos, provienen de la
erosión de rocas pre-existentes (líticos, cuarzo,
feldespatos, micas, etc.)
Partículas de menor tamaño que rellenan espacio entre
los clastos (líticos, cuarzo, etc.).
Precipitación química de minerales en los poros de
sedimentos. Material que da cohesión a las partículas.
Comúnmente es sílice, carbonato, yeso, óxidos de
hierro.
Rocas Sedimentarias Clásticas (o Detríticas)
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Rocas Sedimentarias Clásticas
Tamaño de grano
Depende de:
Energía del medio
Tipo de transporte
Duración del transporte
Escala de
Udden -Wentworth
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Lutitas
• Las lutitas son las rocas sedimentarias más
abundantes.
• Son de grano fino ( < 1/16 mm) y en general
de colores oscuros (abundante materia
orgánica).
• En general se forman en ambientes con poco
oxígeno, por lo que los componentes en vez de
oxidarse se descomponen (frecuentemente
contienen restos vegetales).
• Se depositan en ambientes de aguas poco
turbulentas y tranquilas (lagos, llanuras de
inundación de ríos y cuencas oceánicas
profundas).
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12
Lutitas
• A medida que los depósitos finos se van
depositando, la arcilla y el limo tienden a formar
capas delgadas como láminas.
• Inicialmente estas láminas se orientan en
forma desordenada y el agua rellena los
espacios.
• A medida que se ve sometida a presiones de
carga de los sedimentos superiores, la arcilla y
limo se alinean en forma subparalela, liberando
el agua entre las capas.
• Esto permite el desarrollo de una textura de
“hojarascas” o planos finos bien definidos. Esta
propiedad se denomina “fisilidad”.
Areniscas
• Rocas formadas por fragmentos de tamaño
arena.
• Roca sedimentaria que secunda a las lutitas
en términos de abundancia.
• Se forman en diversos ambientes y presentan
estructuras de depósito típicas del ambiente de
formación (forma de los granos, composición y
estructuras, etc.).
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14
Clasificación para Areniscas
Para rocas con fracción tamaño arena < 5%
(tamaño arena: < 2 mm y > 1/16 mm) Líticos Feldespatos
Cuarzo
Grauvaca: arenisca de color oscuro,
generalmente gris verdoso, que presenta un
elevado porcentaje de matriz (> 15%).
Es mal seleccionada, sus clastos son
comúnmente angulosos o poco
redondeados y la composición es variada,
con fragmentos líticos, cuarzo, micas y
feldespatos.
Arcosa: arenisca de grano grueso que esta
formada por altos porcentaje de clastos de
feldespato (> 25%).
Normalmente contiene cuarzo y micas.
Tiene mala selección y sus clastos son
angulosos.
Cuarzoarenita: Arenisca formada casi
exclusivamente por clastos de cuarzo y
escasa matriz. Es bien seleccionada y con
clastos redondeados.
Clasificación macroscópica de areniscas
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Conglomerados y Brechas
• Frecuentemente mal seleccionados porque
los espacios entre los grandes clastos de
grava contienen arena y limo.
• Conglomerado: Formados por gravas o
bolones donde se identifica a simple vista la
roca original. Depositados en pendientes
fuentes o corrientes energéticas. Existe largo
trasporte desde fuente de origen.
• Brecha: Formados por bloques angulares.
Escaso transporte.
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Clasificación para conglomerados o brechas
Arena
(2 – 0.062 mm)
Grava
(> 2 mm)
20
40
Conglomerado o brecha
Conglomerado arenoso
Conglomerado fangoso
Fangolita Conglomerádica
Arenisca Conglomerádica
50 Matriz (limo o arcilla)
(< 0.062 mm)
Para rocas con fracción tamaño grava >5%
(tamaño grava: > 2 mm)
Para rocas con fracción tamaño grava < 5%
Otras clasificaciones (Areniscas )
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18 Tarbuck y Lutgens, 2000
Los elementos que definen el patrón textural de las rocas detríticas son:
Selección o clasificación de los granos
Grado de esfericidad y redondeamiento (Madurez textural)
Composición de los granos (Madurez composicional)
Empaquetamiento o relación matriz / clastos
Son indicadores del proceso de depósito y transporte.
Rocas sedimentarias clásticas
Parámetros texturales
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Rocas sedimentarias clásticas Selección de los granos
• Es la medida de la distribución de tamaños de un sedimento
(frecuencia v/s clases de tamaño).
• La clasificación es indicativa de la historia del transporte del sedimento.
SEDIMENTOS POBREMENTE SELECCIONADOS
SEDIMENTOS BIEN SELECCIONADOS
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Rocas sedimentarias clásticas Selección de los granos
Muy buena selección Buena Selección Moderada Selección Pobre Selección Muy pobre selección
Arena bien seleccionada Arena pobremente seleccionada
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Rocas sedimentarias clásticas Morfología de los granos
• Se refiere a su morfología en términos de Forma, Esfericidad y
Redondeamiento.
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Forma: Se define de acuerdo a
las características geométricas
o la relación entre sus ejes a, b
y c.
Se puede distinguir entre
clastos prolatos (un eje largo y
dos cortos) y oblatos (dos ejes
largos y uno corto).
Laminar
Tabular u oblato
Prolato
Equidimensional
Laminar
Razón ejes Menor (c) / Intermedio (b)
Ra
zón
eje
s In
term
edio
(b
) /
Ma
yor
(a)
(Krumbein, 1941 en Pettijhon, 1957, 1970)
Alt
a es
feri
cid
ad
Baj
a es
feri
cid
ad
Transporte largo o extenso. Alta abrasión (aire o agua).
Bajo transporte o tramos cortos. Alta energía y rapidez (glaciar).
• Esfericidad: Grado de similitud de un grano con una esfera.
• Redondeamiento: Grado de abrasión que ha sufrido una partícula.
Morfología de los granos
Muy Redondeado
Redondeado
Subredondeado
Sub anguloso Anguloso Muy Anguloso
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Rocas sedimentarias clásticas Morfología de los granos
Distancia de transporte
Corta Moderada larga
Redondeamiento
+
Esfericidad
Madurez Textural
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Los factores que más influyen en la esfericidad y redondez
de un clasto son:
La forma original del clasto (litología).
La estructura del fragmento (esquistosidad, fisilidad,
clivaje, diaclasas).
Naturaleza del agente de transporte.
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• Existen minerales más duros que otros y por consecuencia más
resistentes a la erosión y meteorización.
• Una meteorización sustancial y transporte prolongado, lleva a la
destrucción de minerales más débiles y menos estables (feldespatos,
minerales ferromagnesianos y micas).
• En general, el cuarzo es el mineral que más resiste los procesos de
meteorización y Transporte.
• Por ejemplo, una arenisca cuyos componentes son minerales de
fierro, magnesio y feldespatos, implica que sufrió poca meteorización y
su transporte junto con el depósito se realizó cerca de su origen.
Rocas sedimentarias clásticas Composición de los granos
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Más Estable
Oxidos o hidróxidos de Fe (hem, lim)
Cuarzo
Minerales arcillosos
Mica Muscovita
Feldespato potásico
Mica Biotita
Feldespato rico en Na (albita)
Anfíbol
Feldespato rico en Ca (anortita)
Olivino
Calcita
Halita
Menos Estable
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• Implica la conservación por parte de
la roca de sus componentes minerales
más estables.
• Aquellas rocas sedimentarias que
contienen un % mayor de minerales
estables y físicamente más
resistentes, tienen mayor madurez
composicional.
• Minerales más estables y
resistentes: cuarzo, fragmentos
silíceos y minerales pesados (circón,
turmalina, etc…)
Cuarzo y arcillas → Meteorización y transporte
intenso.
Feldespatos y micas → Meteorización y
transporte más breves.
Madurez Mineralógica o Composicional
• Contenido relativo entre matriz y clastos. Se define como la
proporción de espacios vacíos o rellenos por cemento o fracción arcillosa
fina (< 30 micrones) existentes entre los granos o clastos.
• En gran medida determina la porosidad y permeabilidad de los
depósitos sedimentarios.
• El empaquetamiento puede caracterizarse en función del porcentaje de
matriz frente al de clastos, observando si la roca presenta una textura
clasto-soportado o matriz-soportada.
Rocas sedimentarias clásticas Empaquetamiento
28 Matriz-soportada Clasto-soportado
Rocas sedimentarias clásticas Empaquetamiento
Para Conglomerados
• Conglomerados Monomícticos: un sólo tipo de componentes.
Ej: de caliza, de serpentinita.
• Conglomerados Oligomícticos: unos pocos tipos de componentes.
• Conglomerados Polimícticos: varios tipos de componentes
Monomíctico Oligomíctico Polimíctico
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Relación entre los clastos entre sí:
Para Conglomerados
Rocas sedimentarias clásticas Empaquetamiento
• Clastos que están juntos (se tocan)
Clastosoportada Ortoconglomerado→
• Clastos flotan en la matriz (completamente rodeados por ella)
Matrizsoportada Paraconglomerado→
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• Madurez textural:
Proporcional al grado de redondeamiento y esfericidad de los granos.
:Madurez composicional o química•
Dada por la abundancia relativa de minerales estables.
:Selección o clasificación•
Semejanza de tamaño de granos y la proporción de la matriz.
Grado de madurez: se refiere al grado de evolución temporal y
espacial que denotan los clastos sobre la base de las propiedades
físicas y composicionales de los granos.
Rocas sedimentarias clásticas Grado de Madurez
Grado
de Madurez
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Rocas sedimentarias clásticas Escala de Madurez (Folk, 1951)
32
Rocas sedimentarias clásticas Ejemplos de parámetros texturales
• Una arenisca bien seleccionada y rica en cuarzo compuesta por granos
muy redondeados.
• Resultado de una gran cantidad de transporte. Puede representar
varios ciclos de meteorización, transporte y sedimentación.
cuarzoarenita
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Interpretación ambiente formación
• Una arenisca mal seleccionada que contiene clastos angulosos,
mayoritariamente de feldespato y en menor medida de cuarzo.
• Resultado de poco transporte y meteorización química, en un clima
probablemente seco. Probablemente fue depositada cerca del área de
origen de los clastos y se produjo un enterramiento y sedimentación
rápido, que impidió una mejor selección y retrabajamiento de los
clastos.
arcosa
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Rocas sedimentarias clásticas Ejemplos de parámetros texturales
Interpretación ambiente formación
Procesos de Formación
Diagénesis
Proceso que altera el estado físico o químico
de las rocas en, o muy cerca de, la superficie
terrestre.
Proceso en que partículas generadas por
meteorización se alejan del lugar donde se
formaron.
Acumulación de sedimentos por el cese de
transporte.
Procesos físicos y químicos que dan cohesión
a los sedimentos.
Meteorización
Transporte
Depósito
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• La meteorización se produce cuando la roca es fragmentada
mecánicamente (desintegrada) o alterada químicamente (descompuesta) o
ambas cosas.
• Es la respuesta de los materiales terrestres a un ambiente cambiante.
•Todos los materiales son susceptibles de meteorización.
• La meteorización mecánica se lleva a cabo por fuerzas físicas que
rompen la roca en trozos cada vez mas pequeños sin modificar la
composición de la roca.
• La meteorización química implica una transformación química de la roca
en uno o más compuestos nuevos.
• La meteorización biológica consiste en la transformación que provocan
en las rocas algunos seres vivientes.
Meteorización
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Procesos de Formación
Meteorización
Tipos de meteorización
Agentes físicos destruyen las rocas:
1. Gelifracción (Fragmentación por hielo)
2. Liberación de Presión (Descompresión)
3. Expansión/Contracción
4. Actividad Biológica
Mecánica
Química
Biológica
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Meteorización mecánica
• Cuando una roca experimenta meteorización mecánica, se rompe en
fragmentos cada vez más pequeños, que conservan cada uno las
características del material original.
• La ruptura de una roca en trozos más pequeños aumenta el área
superficial disponible para el ataque químico.
• Por consiguiente, al romper las rocas en fragmentos mas pequeños, la
meteorización mecánica incrementa la cantidad de área superficial
disponible para la meteorización química.
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1. Gelifracción (Fragmentación por hielo)
Meteorización mecánica
• Ciclos repetidos de congelación y
deshielo representan un proceso
importante de meteorización mecánica.
• El agua líquida tiene la propiedad única
de expandirse alrededor de un 9 % cuando
se congela.
• Como consecuencia, la congelación del
agua en un espacio confinado ejerce una
tremenda presión hacia fuera sobre las
paredes del lugar donde se encuentra,
provocando la fragmentación angulosa de
las rocas afectadas.
39
Meteorización mecánica
2. Liberación de Presión
• Rocas afloran en superficie (por ejemplo
por procesos tectónicos).
• Disminuye la presión (descompresión) por
erosión.
• Capas externas de la roca se expanden
más que la roca situada debajo y se
separan del cuerpo rocoso.
• Algunas rocas ígneas al quedar
expuestas, empiezan a soltarse lozas
concéntricas. El proceso que genera estas
capas semejantes a las de una cebolla se
denomina lajamiento.
40
Peter Kresan y Michael Follo,
Publicado en Press & Sievers,1995
Liberación de Presión
Meteorización mecánica
41
Meteorización mecánica
3. Expansión/Contracción (o termoclastismo)
• En zonas de alta oscilación térmica, las continuas expansiones-
contracciones ejercen tensión sobre la capa externa de las rocas,
provocando con el tiempo fisuras y luego fragmentación.
Gary Nichols, 2009. Wiley-Blackwell eds.
42
Meteorización mecánica
4. Actividad Biológica
• Las actividades de los organismos,
también llevan a cabo meteorización.
• Las raíces vegetales crecen entre las
fracturas en busca de nutrientes y agua,
resquebrajando la roca.
• Los animales excavadores descomponen
aún más las rocas, desplazando material
fresco hacia la superficie, donde los
procesos físicos y químicos pueden actuar
con más facilidad.
43
Peter Kresan, Publicado en Press & Sievers,1995
Meteorización mecánica
Actividad Biológica
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Procesos de Formación
Meteorización
Tipos de meteorización
Mecánica
Química
Biológica
Agentes químicos pueden producir:
Disolución
Oxidación
Hidrólisis
Hidratación
45
• Produce una transformación química de la roca provocando la pérdida
de cohesión y alteración de la roca.
• Son los procesos que descomponen los componentes de las rocas y las
estructuras internas de los minerales.
• Estos procesos provocan la remoción o adición de elementos. Durante
esta transformación, la roca original se descompone en sustancias que
son estables en el ambiente superficial.
• El agua es el agente químico principal y actúa en procesos de
disolución, oxidación, hidratación, hidrólisis y carbonatación.
Meteorización Química
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Meteorización Química Disolución
• El vapor de agua, el oxígeno y el dióxido de carbono son los agentes
más importantes que provocan disolución.
• Especialmente importante en minerales solubles como cloruros,
nitratos y rocas calcáreas .
• Por ejemplo, el mineral calcita (CaCO3) que es el componente de rocas
comunes como mármol y caliza, resulta fácilmente atacado incluso por
una solución débilmente ácida, generando un relieve “kárstico”.
• Durante este proceso, el carbono cálcico insoluble se transforma en
productos solubles. En la naturaleza, durante periodos de miles de años,
grandes cantidades de caliza se disuelven y son transportadas por el
agua subterránea.
47
48
Meteorización Química Disolución
Erosión kárstica
Meteorización Química Oxidación
• El proceso de oxidación se produce cuando el oxígeno se combina con
el hierro para formar el óxido férrico.
• Este tipo de reacción química, denominada oxidación se produce
cuando se pierden electrones de un elemento durante la reacción.
• La oxidación es importante en la descomposición de minerales
ferromagnesianos como el olivino, el piroxeno y la hornblenda. El oxígeno
se combina fácilmente con el hierro en esos minerales para formar
Hematita (Fe2O3), o Limonitas [FeO(OH)].
• La oxidación sólo puede ocurrir después de que el hierro es liberado de
la estructura del silicato por otro proceso denominado hidrólisis.
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• Parte superior en la mayoría de los
pórfidos cupríferos.
• Es una cubierta oxidada en la zona
de meteorización que se produce por
oxidación de la pirita y resulta en
óxidos de hierro secundarios
(principalmente limonitas).
• Se forma una zona de óxidos y de
sulfuros supérgenos, producto de la
lixiviación y oxidación de elementos
de la zona superior, que precipitan
en profundidad con concentraciones
más altas (enriquecimiento
secundario). 50
Meteorización Química Oxidación
Zona Gossan o sombrero de hierro
51
Zonas
de Lixiviación
• El proceso de hidrólisis consiste básicamente en la reacción de cualquier
sustancia con el agua, afectando principalmente a los silicatos.
• Iones de hidrógeno (H+) atacan y sustituyen a otros iones positivos.
• Se destruye la disposición ordenada original de los átomos y se
descompone el mineral reemplazándose por otro.
Meteorización Química Hidrólisis
Ej. Feldespato Potásico se transforma en Caolinita:
2 KAlSiO3 + 2 (H+ + HCO3-) + H2O Al2Si2O5(OH)4 + 2 K+ + 2 HCO3
- + 4 SiO2
en solución
Feldespato K Caolinita
52
Meteorización Química Hidrólisis
53
Meteorización Química Hidratación
• Es la adición de agua a algunos minerales, dando lugar a la formación
de minerales hidratados y produciendo variaciones en sus
características (disminución de la dureza, aumento de la solubilidad) .
• Un ejemplo de hidratación es la formación de yeso a partir de anhidrita.
54
+ 2H2O = yeso (CaSO4 2H2O)
anhidrita (CaSO4 )
Estabilidad de minerales comunes bajo condiciones de meteorización
Meteorización Química
55
Tarbuck y Lutgens, 2000
Agentes biológicos producen:
Generación de suelos
Acción bacteriana
Procesos de Formación
Meteorización
Tipos de meteorización
Mecánica
Química
Biológica
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Suelo:
Parte superficial de la corteza terrestre que
se genera a partir de la desintegración
(alteración física y química) de las rocas y
de los residuos de las actividades
de agentes biológicos.
• Es la combinación de minerales, materia
orgánica y contenidos de agua, expuestos
al ambiente.
50% = roca descompuesta y desintegrada +
humus
50% = poros donde circula aire y agua
Humus: Remanentes descompuestos de
vida animal y vegetal
Meteorización Química
57
Procesos de Formación
Diagénesis
Proceso que altera el estado físico o químico
de las rocas en zonas cercanas a la superficie
terrestre.
Proceso en que partículas generadas por
meteorización se alejan del lugar donde se
formaron.
Meteorización
Transporte
Depósito
58
• Gravedad
• Medio acuoso:
Flujos laminares
Flujos turbulentos
• Medio Eólico
• Medio Glaciar
Transporte
Agentes de transporte:
Las partículas se mueven paralelas unas a otras
en el sentido del flujo. Ocurre en flujos con altas
viscosidades.
Las partículas se mueven en diversas
direcciones, pero el flujo neto va corriente abajo
Un flujo puede pasar de laminar a turbulento
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Agentes de transporte:
Gravedad
Conos de deyección o abanico aluvial 60
Transporte de partículas en un fluido
61
Transporte de partículas en un fluido
Las partículas se mueven en el fondo del flujo
• Arrastre
• Rotación de granos
• Saltación
• Suspensión
• Disolución
Las partículas se mueven desde el fondo dando saltos,
avanzando momentaneamente en suspención hasta que
vuelven al fondo del flujo.
Las partículas se mueven inmersas en el flujo producto de
turbulencias.
Las partículas se transportan disueltas en el medio
(iones, cationes).
62
Agentes de transporte:
Transporte Eólico
• El viento es un eficaz agente de
erosión capaz de arrancar, levantar y
transportar partículas. Sin embargo, su
capacidad para erosionar rocas
compactas y duras es limitada.
• La erosión eólica se produce
esencialmente en zonas áridas, donde
las grandes diferencias de
temperaturas hacen que la roca se
rompa y pueda actuar con mayor
eficacia.
63
Cerro Dragón, Iquique
• El hielo arrastra con fuerza los
materiales erosionados.
• Estos materiales pueden
transportarse en la superficie de
la lengua glaciar, entre medias
del hielo, rodando contra el fondo
de la lengua glaciar o arrastrados
por el morro de la lengua, en la
zona frontal.
• La acumulación de estos
sedimentos se denomina
morrena.
Agentes de transporte:
Transporte Glaciar
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Procesos de Formación
Diagénesis
Proceso que altera el estado físico o químico
de las rocas en, o muy cerca de, la superficie
terrestre.
Proceso en que partículas generadas por
meteorización se alejan del lugar donde se
formaron.
Acumulación de sedimentos por el cese de
transporte.
Meteorización
Transporte
Depósito
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Depósito
• Nuevos depósitos cubren los antiguos quedando éstos últimos
progresivamente a mayor profundidad (enterramiento) y expuestos a
nuevas condiciones de P-T.
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Procesos de Formación
Diagénesis
Proceso que altera el estado físico o químico
de las rocas en, o muy cerca de, la superficie
terrestre.
Proceso en que partículas generadas por
meteorización se alejan del lugar donde se
formaron.
Acumulación de sedimentos por el cese de
transporte.
Meteorización
Transporte
Depósito
Procesos físicos y químicos que dan cohesión
a los sedimentos. 67
Procesos de Formación
Diagénesis
Cambios físicos, químicos y biológicos que transforman los
sedimentos en una roca sedimentaria.
Los tres procesos diagenéticos más importantes son:
compactación
cementación
recristalización
• La Diagénesis ocurre a pocos kilómetros de profundidad de la corteza y a
temperaturas inferiores a los 200°C.
68
Compactación: la acumulación de
sedimentos provoca que se vayan
compactando (disminuyendo el volumen)
poco a poco, expulsando además la posible
agua que puedan contener.
Cementación: la expulsión del agua hace que
las sustancias que ésta tenía disueltas
comiencen a precipitar entre los espacios,
rellenándolos y cementando (pegando) todos
los fragmentos.
Recristalización: disolución y cristalización, a
pequeña escala, de algunos minerales (como el
cuarzo y calcita) y su redepositación.
Procesos de Formación
Diagénesis
Litificación: Compactación + Cementación
69
Composición final
de una roca sedimentaria Clástica
Depende de:
• Minerales de la roca fuente que
dieron origen a los sedimentos.
• Duración e intensidad de la
meteorización.
• Duración y tipo de transporte.
• Tasa de enterramiento.
Consecuencia:
Sólo se preservan los
minerales más estables
(cuarzo, arcillas, óxidos de Fe,
“feldespatos”).
70
• Los sedimentos químicos derivan del material que es transportado en
solución a los lagos y los mares.
• Una parte de este material precipita para formar los sedimentos
químicos, que se convierten en rocas como calizas, chert y sal de roca.
• Esta precipitación del material se produce de dos maneras:
• Mediante procesos inorgánicos como la evaporación y la actividad
química que pueden producir sedimentos químicos.
• Los procesos orgánicos de organismos también forman sedimentos
químicos, cuyo origen se dice que es bioquímico o biogénico.
Rocas Sedimentarias
Texturas no clásticas
71
• Las rocas de sedimentación química, se clasifican principalmente según
su composición química o material.
• Las principales rocas de este grupo son:
Rocas Carbonatadas Calizas
Rocas Evaporíticas Sal común, Yeso
Rocas Silíceas Chert
Rocas Fosfatadas Fosforitas
Rocas Ferruginosas BIF (formaciones de Hierro bandeado)
Rocas sedimentarias no clásticas
Rocas sedimentarias Químicas
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• Están compuestas mayoritariamente por carbonatos: Calcita (CaCO3) o
por dolomita (CaMg(CaCO3))2.
• Existen rocas carbonatadas que pueden tener clastos detríticos (llamadas
calcirruditas, calcarenitas y calcilutitas).
• Las Calizas son las rocas sedimentarias químicas más abundantes.
• Contienen 50% de minerales carbonatados. Se forman por precipitación
directa en aguas someras y cálidas, sobresaturadas en CaCO3.
Rocas sedimentarias Químicas
Rocas Carbonatadas
73
• Están compuestas principalmente por
mineral de calcita (CaCO3).
• En general se forman en ambientes
marinos someros, plataformas
arrecifales, bancos y lagunas costeras.
• Son utilizadas como materia prima
para el cemento y formación de áridos
(minas de Cemento Melón, Polpaico y
Bío Bío).
• Cuando se ven afectadas por aguas
(lluvias o ríos) generan formas típicas
de meteorización química denominadas
paisajes kársticos.
Rocas sedimentarias Químicas
Calizas
Formaciones Kársticas (España)
74
Calizas
o Caliza Oolítica: caliza que contiene
nódulos esféricos (oolitos, con diámetros
entre 1 y 2 mm) producidos por aglutinación
de fango calcáreo alrededor de un núcleo.
Se forma en medios marinos cálidos y poco
profundos (plataformas carbonatadas).
o Travertino: caliza formada en el agua
dulce asociada a manantiales y fuentes
termales. Aparte de calcita puede
constituirse de aragonita, en cantidades
menores puede participar limonita
produciendo un color amarillento, típico del
travertino.
75
Calizas
o Dolomita: Se considera que las
dolomitas son substituciones de
sedimentos biogénicos del fondo del
mar (oozes calcáreos). También se
originan por precipitación directa de
dolomita en aguas poco profundas.
o Margas: son rocas carbonatadas,
pero con una importante proporción de
arcillas (entre el 35% y el 65%). Son
propias de depósitos marinos y
lacustres con intenso transporte.
76
Chert (Sílex)
o Roca silícea compuesta de cuarzo
criptocristalino.
o El jaspe, el pedernal y el ópalo son
variedades de sílice criptocristalino.
o Se produce como nódulos irregulares en
calizas y formaciones como un mineral de
reemplazo, en el que se forma como
resultado de diagénesis en ambientes de
fondos marinos profundos.
o Estas rocas generan problemas cuando se
usan en hormigón, ya que experimentan una
reacción álcali-sílice con cementos de
composición altamente alcalina. Esta
reacción produce la fisuración y la expansión
del hormigón. 77
Chert
Jaspe
Jaspe
Ópalo
Rocas Evaporíticas
• Se forman a partir de la intensa acumulación de sales (sulfatos,
carbonatos, cloruros, bromuros) que puede tener lugar en aguas
continentales (cuencas desérticas) o marinas sometidas a una intensa evaporación.
• Estas rocas se forman por precipitación química directa de sales en un
fluido acuoso sobresaturado.
• Las principales rocas evaporíticas están compuestas por la acumulación
de algunos de los siguientes minerales: yeso (CaSO4 + 2H2O), silvina
(KCl), halita (NaCl), etc.
• Estas rocas se reconocen fácilmente por ser solubles o por su baja
dureza.
78
Rocas Evaporíticas
Evaporitas Terrestres: Aparte del contenido
muy diferente en sales, la composición de las
aguas superficiales difiere de la composición del
agua del mar en la proporción de sus iones. Los
iones esenciales del agua dulce son: HCO3-,
Ca2+ y SO42- y pueden formar incrustaciones de
sal, salitrales y salares.
Ejemplos:
Aragonita (CaCO3), calcita (CaCO3), dolomita
MgCa(CO3)2, halita (NaCl), salitre (NaNO3), yeso
CaSO4×2H2O, anhidrita (CaSO4), ulexita
NaCaB5O9×8H2O.
Evaporitas Marinas: Los cationes más
importantes del agua del mar son: Na+, K+, Mg2+
y Ca2+. Los aniones más importantes son: Cl-,
SO42- y HCO3-. 79
La saturación se produce por la rápida tasa de evaporación.
Yacimientos Industriales o No Metálicos
Halita (Cloruro de Sodio)
• Yacimiento ubicado a 60 kilómetros al sur de Iquique, presenta características
tales como: alta pureza (99,9 % NaCl), bajo contenido de bromo y metales
pesados, ausencia de contenido orgánico y calidad química estable.
• Es considerado uno de los yacimientos de sal más extensos y descontaminados
del planeta.
• Se estima que sus reservas, 17 millones de m3 de sal gema, pueden cubrir la
demanda mundial por al menos 5 mil años y su materia prima es obtenida mediante
explotación a tajo abierto, consiguiendo de forma escalonada el recurso desde
diversos niveles de profundidad.
Cloruro de Sodio
80
Planta de extracción de sal, norte de Etiopía.
En una planta de extracción del norte de Etiopía, el agua salada es bombeada
desde el hipersalado lago Afrera hasta las piscinas de evaporación.
81
Salitre o nitrato de Chile
• Se explota en el desierto de Atacama (primera y segunda región) y
nuestro país es líder mundial en su producción. Es una mezcla de
nitrato de sodio (NaNO3) y nitrato de potasio (KNO3).
• Los yacimientos de nitratos contienen diversas sales, principalmente
sulfatos, cloruros, boratos y carbonatos. Además se encuentran asociados
a yodatos, percloratos y cromatos.
• Chile es el primer productor de litio a nivel mundial. Se extrae carbonato
de litio del bombeo de salmueras del Salar de Atacama.
82
Yacimientos Industriales o No Metálicos
TIPO COMPOSICIÓN NOMBRE DE LA ROCA
Química Carbonato de calcio
CaCO3 - calcita Caliza
Química SiO2 – cuarzo, calcedonia, jaspe, ágata ópalo Chert
Química Cloruro de sodio
NaCl - halita
Roca evaporítica
Halita
Química nitrato de sodio (NaNO3) y nitrato de potasio
(KNO3)
Roca evaporítica
Salitre o Nitrato
Química Fosfato Cálcico
Ca3(PO4)2 - Apatito Fosforita
Química Óxido de hierro
Fe2O3 – Hematita
Formaciones de hierro
Bandeado (BIF)
Resumen Rocas Químicas
Rocas sedimentarias no clásticas
Rocas sedimentarias biogénicas
• Se forman por la acumulación, degradación y precipitación de
materiales generados mediante procesos orgánicos (conchas,
exoesqueletos, restos vegetales, etc.).
• Dentro de este grupo se incluyen las cretas, calizas biogénicas,
coquinas, cherts biogénicos y carbón.
84
Roca
Cuerpo sólido formado por un agregado de uno o más minerales y/o
materiales de origen natural.
• Creta: calizas formadas por restos de caparazones de foraminíferos. • Estos protozoos aparecieron en el
Cámbrico y en el Mesozoico abundaban en
tal manera que llegaron a forman cretas de
enormes espesores, de ahí que uno de los
periodos del Mesozoico se
denomine Cretácico, en clara referencia a
este fenómeno.
Rocas sedimentarias biogénicas
Acantilado formado por roca caliza (creta). Imágenes bajo licencia Creative Commons.
85
Era Período Millones años
Mesozoico
Cretácico 145
Jurásico 200
Triásico 250
• Coquinas: Calizas compuestas
principalmente por fragmentos o conchas de
organismos con caparazón calcáreo.
Pueden considerarse como conglomerados
de fósiles.
• Calizas Biogénicas: formadas por colonias
de animales marinos. El tipo de organismo
puede ser muy variado, por eso se
denominan de diferentes formas
dependiendo de la especie; calizas
coralinas (a base de esqueletos de
corales), calizas de algas (si incluye tallos de
algas), etc.
Rocas sedimentarias biogénicas
86
Sílice criptocristalino
o Radiolarita: Formada por la
sedimentación de los esqueletos silíceos
(de ópalo) de radiolarios unicelulares.
o Diatomita: Formada por microfósiles de
diatomeas, microalgas marinas que
secretan esqueletos silíceos y que se
encuentran en los lechos de antiguos
lagos.
Es usada como filtrante, insecticida,
fertilizante, agente abrasivo, para el pulido
de metales y en los dentífricos.
Zapata & Olivares, Gayana, 2005
Cherts biogénicos
87
Rocas sedimentarias combustibles
• Depósitos Carbonáceos: Rocas compuestas por fragmentos
vegetales y que fueron depositados y modificados en ambientes
pantanosos.
Carbón: Turba-Lignito -Hulla- Antracita
Rocas sedimentarias biogénicas
• En el carbón se encuentran trazas de mercurio, que se libera a la
atmósfera como gas cuando se produce la combustión de éstas rocas
sedimentarias.
88
AMBIENTE PANTANOSO
Compactación
ENTERRAMIENTO
MAYOR ENTERRAMIENTO
Compactación
METAMORFIISMO
PRESIÓN
Turba (50-55% de carbono) Materia vegetal parcialmente alterada: cuando
se quema produce mucho humo y poca energía
Lignito (55- 75% de carbono) Carbón blando y marrón; energía moderada.
Antracita (90-95% de carbono) Carbón negro, duro; utilizado en la industria; muy
energético
Hulla (75-90% de carbono) Carbón blando; negro; principal carbón utilizado
en la producción de energía y en la industria;
gran energía.
Etapas en la formación del carbón
Carbón Lignito negro o sub-bituminoso: Mina Invierno.
89
• Los yacimientos de carbón en nuestro
país se localizan en cuatro áreas
fundamentales, emplazadas en las
provincias de Concepción, Arauco,
Valdivia y Magallanes.
• Mina Invierno, que abastecerá el
30% de las termoeléctricas del país,
está ubicada en Isla Riesco, Región de
Magallanes y es la primera de cinco
minas de carbón.
• Un 96% del carbón que se consume
en Chile es importado, proveniente de
Colombia y Estados Unidos.
Minería del carbón
Industria en Chile
90
Yacimientos Industriales o No Metálicos
Minería del carbón
Implicancias medioambientales
Excavadora más grande del mundo
Diversos estudios científicos han
demostrado la directa relación entre el uso de
carbón como combustible para producir
energía, particularmente en centrales
termoeléctricas, y el incremento perjudicial de
los niveles de mercurio en la atmósfera y los
ecosistemas.
91
Resumen Rocas Biogénicas
92
TIPO COMPOSICIÓN NOMBRE DE LA ROCA
Biogénica Restos de organismos calcáreos
CaCO3 - calcita
Caliza Biogénica
Creta
Coquina
Biogénica
Precipitación de diatomitas y radiolarios,
además de precipitar sílice.
SiO2 – cuarzo, calcedonia, jaspe, ópalo Chert Biogénico
Biogénica Compuestos Carbonáceos (materia orgánica) Carbón
(lignito y hulla)
Ambientes sedimentarios
93
• Un ambiente en cualquier lugar puede ser caracterizado por los
procesos físicos y químicos que ocurren en ese lugar, incluyendo los
organismos.
• Las rocas se forman en ambientes donde los sedimentos se
depositan (ambientes de depositación).
• Un Ambiente, en cualquier punto del continente o bajo el mar, es
controlado por:
Procesos químicos y físicos existentes
Organismos que viven bajos esas condiciones en cierto período de
tiempo
Un Ambiente Deposicional puede ser caracterizado
en términos de estos procesos.
Facies: conjunto de rocas con determinadas características paleontológicas
(fósiles) y litológicas (forma, tamaño, composición de minerales, etc.,) que
ayudan a conocer dónde y cuando se formó la roca.
Refleja un proceso o ambiente particular.
Ambientes sedimentarios
Fuente: GRIEM, W. & GRIEM-KLEE, S. (online): Apuntes Geología General. GeoVirtual (Copiapó, Chile): http://www.geovirtual2.cl
94 Las facies de un estrato refleja las condiciones bajo las cuales éste fue formado.
Facies Sedimentarias: Atributo observable de una unidad estratigráfica
Ambientes Sedimentarios
Con pocas palabras se describe lo
que se ve en una unidad.
Interpreta lo descrito.
Ambiente marino poco
profundo
Playa o ambiente
deltaico
Facies
descriptivas
Facies
interpretativas
Definición Descriptiva
Definición interpretativa
95
Ambientes sedimentarios 96
Albufera: laguna costera de escasa profundidad, semicerrada conectada con el océano y protegida por algún tipo de barrera generalmente arenosa.
Ambientes Sedimentarios
Rocas Clásticas
AMBIENTE AGENTE DE TRANSPORTE-DEPOSITACION
SEDIMENTO
CONTINENTAL
Aluvial Ríos Arena, grava, limo
Desierto Viento Arena, limo
Lago Corrientes lagunares, olas Arena, limo
Glaciar Hielo Arena, grava, limo
COSTERO
Delta Ríos+olas, mareas Arena, limo
Playa Olas, mareas Arena, grava
Tidal Corrientes submarinas Arena, limo
MARINO
Margen continental Olas, mareas Arena, limo
Margen de olas Corrientes marinas Limo, arena
Mar profundo Corrientes marinas, asentamiento Limo 97
Ambientes Sedimentarios
Químicas y Biogénicas
AMBIENTE AGENTE DE PRECIPITACION SEDIMENTO
LINEA DE COSTA Y MARINO
Carbonato Organismos con caparazón, algunas
algas, fango inorgánico, arrecifes,
precipitación desde el mar
Arenas carbonatadas y
carbonatitas
Evaporitas Evaporación de agua de mar Yeso, halita y otras sales
Silíceo: Mar profundo Organismos con caparazón Sílice
CONTINENTAL
Evaporita Evaporación de lagos y lagunas Halita, boratos, nitratos
Pantano Vegetación Turba
98