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Módulo Geomorfología
A. Monti, 2005-FHyCS, UNPSJ Bosco
Unidad 3: Las rocas sedimentarias: una historia sin fin (PRIMERA PARTE)
I. Introducción
En esta sección centraremos el estudio en las rocas sedimentarias que como ya sabemos
son las menos abundantes de la totalidad de la corteza terrestre (tan sólo 5-10 %) pero más
del 90 % de los materiales que identificamos asiduamente en la parte más superficial de la
misma. Como indica el título de la unidad las rocas sedimentarias son el resultado de una
serie de etapas que se repiten de forma continua integrando un ciclo sin final.
II. Conceptos teóricos
El ciclo sedimentario: una historia... sin fin...sin fin...sin fin...sin fin...sin fin...sin fin...
Podemos comenzar diciendo que todas las rocas de la superficie terrestre están
incluidas dentro de un ciclo de construcción y destrucción que se ha repetido sucesivamente
a lo largo del tiempo geológico. El ciclo comienza cuando rocas ya consolidadas (ígneas,
metamórficas e incluso sedimentarias preexistentes) se desintegran lentamente y generan
partículas sólidas, como granos de arena y iones disueltos en el agua. En dicho estado se
dice que la roca se ha meteorizado por el accionar de procesos físicos y/o químicos.
Luego los productos sueltos de la meteorización son arrancados de su lugar de generación
y movilizados hacia otro lugar por agentes externos tales como el viento por ejemplo. El
momento de arranque del material previamente meteorizado se denomina erosión y la
movilización posterior transporte de sedimentos. En general, los agentes de erosión y
transporte coinciden y corresponden a aguas de escorrentía como ríos y arroyos, viento,
glaciares, corrientes costeras marinas y gravedad, entre otros.
El transporte en general se produce desde zonas topográficamente más elevadas
hacia sectores más bajos, donde las condiciones físicas son propicias para que ocurra la
depositación y consecuente acumulación del material sedimentario en el tiempo. Allí una
serie de procesos físicos y químicos (como la cementación y la compactación por ejemplo)
que se incluyen dentro de la diagénesis, pueden contribuir a la litificación. Vale decir, que
a medida que las capas de sedimentos se acumulan y son cubiertos por capas más
jóvenes, los sedimentos sueltos se convierten gradualmente en rocas consolidadas
denominadas rocas sedimentarias o sedimentita. Es así, que su continua y reiterada
acción han desgastado ciertos sectores, mientras generó nuevas formas de relieve en otros
sitios deprimidos de la corteza del globo terrestre.
En resumen hay cinco etapas fundamentales que componen el ciclo de formación de
rocas sedimentarias:
roca
consolidada  meteorización  erosión  transporte depositación diagénesis roca
sedimentari
a
Si bien la mayor parte del material erosionado de la superficie terrestre se acumula
en las áreas bajas como las costeras, otras cantidades menores se acumulan en los bajos,
valles y cuencas de la superficie del terreno. Sin embargo, se encuentran a menudo rocas
sedimentarias en la cima de las montañas. La mayor parte de la cordillera de los Andes está
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compuesta por rocas sedimentarias. Por lo tanto, la existencia de estas rocas en las partes
más elevadas del globo, puede tomarse como una evidencia de los ascensos relativos que
han sufrido ciertos sectores de la corteza.
Los tres procesos (meteorización, erosión y transporte) trabajan en conjunto para
modificar la superficie de la Tierra. Por ejemplo, un afloramiento de granito se meteoriza
lentamente, liberando granos o cristales de feldespato y cuarzo. El agua de una lluvia fuerte
puede posteriormente lavar los granos y llevarlos hasta un pequeño arroyo, el que a su vez,
transporta los granos hasta un río más grande. De esta manera, la meteorización, la erosión
y el transporte degradan continuamente las rocas y genera formas de paisaje en la
superficie terrestre. A pesar de que el proceso trabaja lentamente dentro del período de
vida humano, en un marco de tiempo geológico pueden llevarse rasgos mayores como
montañas enteras, reduciéndolas a planicies llanas e inclusive a depresiones, generando
una inversión del relieve.
Analizemos someramente la dinámica y funcionamiento de cada uno de los procesos que
integran el ciclo sedimentario....
Primer paso: Meteorización
El ambiente físico y químico de la superficie terrestre es corrosivo para la mayoría de
los materiales. Una herramienta de hierro que se deje afuera se oxidará. Del mismo modo
las rocas se rompen y alteran en contacto con el ambiente físico y químico de la corteza
externa. Esa alteración se denomina meteorización...
La meteorización es la descomposición y desintegración de las rocas y minerales de
la superficie terrestre por procesos mecánicos y químicos.
Cabe destacar que la meteorización por si misma no involucra movimiento o remoción de
las rocas y minerales descompuestos. Éstos se acumulan en el mismo lugar donde se
forman y cubren a las rocas no meteorizadas. Pero como se obtiene los productos de la
meteorización???
La meteorización mecánica es la desintegración física de grandes bloques de
rocas en trozos más pequeños pero la naturaleza química de las rocas y minerales no es
alterada durante la meteorización mecánica. Si pensamos en la rotura de rocas mediante un
martillo o la molienda, los pedazos resultantes son idénticos desde el punto de vista químico
con la roca inicial. Hay seis procesos principales que provocan meteorización mecánica:
actividad orgánica: Por ejemplo, la actividad orgánica hace que la vegetación crezca en las
rajaduras de las construcciones y en las fracturas de las rocas. Las raíces empujan las
piezas de mampostería y las sacan de su lugar o en el caso de las rocas crecen entre los
bloques mayores favoreciendo su fragmentación.
congelifracción: En los climas fríos se produce congelifracción. La acción de las heladas y
el congelamiento y descongelamiento alternante del suelo, levanta los pisos e inclina los
cimientos en el caso de obras civiles y en el caso de las rocas el agua poral se congela (el
agua se expande cuando se congela) en el interior de la roca y el cambio de volumen
genera una presión interna que conlleva a la fracturación.
crecimiento de sales: Las rocas también se pueden romper por el crecimiento de los
cristales de las sales. En aquellos ambientes en donde el agua subterránea es salobre, el
agua salobre puede penetrar en las fracturas delgadas. Cuando el agua se evapora, las
sales disueltas cristalizan. Los cristales en crecimiento ejercen fuerzas muy grandes, lo
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suficientes como para ensanchar las fracturas y separar los granos de una roca. Muchos
acantilados marinos muestran rupturas debidas a crecimiento de sales en el interior de las
fracturas.
abrasión: Muchas de las rocas y sedimentos situados en el cauce de un arroyo o de una
playa marina son redondeados y suaves. Han sido modeladas por el choque con
fragmentos de rocas y partículas de arena y limo transportados por el agua en movimiento.
Durante las tormentas e inundaciones, grandes bloque pueden ser transportados corriente
abajo por las aguas turbulentas. A medida que las partículas chocan entre sí, van perdiendo
los vértices y aristas, van desgastando sus cantos. Ese desgaste mecánico y el pulido de
las superficies rocosas por fricción e impacto de las partículas, se denomina abrasión. Del
mismo modo que el agua, un glaciar, o el viento puede generar abrasión al facilitar el
choque y rozamiento entre las partículas durante el transporte.
fracturación por alivio de presión Un proceso particular ocurre cuando las rocas han
consolidado muchos kilómetros por debajo de la superficie terrestre, donde están sometidas
a grandes presiones por el peso de las rocas sobreyacientes. Recuerden que un plutón
granítico solidifica de un magma a profundidades del orden de 15 kilómetros. A esa
profundidad, la presión es de cerca de 5.000 veces la de la superficie de la Tierra.
Imagínense ahora que a lo largo de millones de años, las fuerzas tectónicas comienzan a
empujar al plutón hacia arriba, para formar una cordillera. A medida que se produce el
levantamiento, la roca sobreyaciente se va erosionando progresivamente y, por ello la
presión sobre el plutón va disminuyendo lentamente. A medida que la presión disminuye, el
plutón se expande. Pero como el plutón está compuesto por material frío y frágil, la
expansión de la roca plutónica es facilitada por el desarrollo de fracturas y grietas. Este
proceso se llama fracturación por alivio de presión y favorece la desintegración mecánica de
una roca consolidada.
expansión y contracción térmica: Las rocas superficiales están expuestas a ciclos de
calentamiento y enfriamiento. Cuando las rocas son calentadas se expanden y cuando las
rocas se enfrían, se contraen. Cuando los cambios de temperaturas son rápidos, la
superficie de una roca puede calentarse o enfriarse más rápido que el interior de la masa
rocosa. Las fuerzas resultantes de esta diferencia pueden producir un fracturamiento por
expansión y contracción térmica. Si bien experimentos han demostrado que los cambios
termales pueden no ser un componente importante de la meteorización mecánica, se
considera que los ciclos de calentamiento-enfriamiento repetidos a lo largo de cientos o
miles de años, pueden provocar fracturas.
Por otra parte existe la meteorización química que es la descomposición que se
produce cuando el aire y el agua reaccionan químicamente con las sustancias naturales
para alterar su composición y contenido mineral.
Si se lo compara con el lapso de la vida humana, las rocas son durables. Si
volvemos repetidas veces a un mismo paisaje, veremos que los afloramientos rocosos
prácticamente no han cambiado para nuestro nivel medio de percepción. Sin embargo, en
términos de la escala del tiempo geológico, las rocas se descomponen químicamente en la
superficie de la Tierra. Las tres sustancias naturales de la atmósfera relevantes para la
meteorización química son oxígeno, agua y dióxido de carbono a los que suman
compuestos corrosivos, principalmente ácidos y bases minerales, que se encuentran en los
arroyos y el agua subterránea. A pesar de que hay involucrados muchos tipos diferentes de
reacciones químicas, los cambios químicos son groseramente análogos a la oxidación
donde los productos finales son sustancias químicamente diferentes. Vale decir que se
formarán nuevos minerales estables y se pondrán en solución numerosos compuestos
químicos.
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Muchos elementos reaccionan rápidamente con el oxígeno molecular, O2. En
nuestra experiencia diaria, una barra de hierro reacciona con la humedad y el oxígeno
atmosférico para formar óxido. La oxidación del hierro puede seguir distintos caminos de
reacción, dependiendo de las condiciones. Uno es:
4 Fe + 3 O2  2 Fe2O3
Hierro Oxígeno Óxido de hierro
(hematita)
Cerca del 21% de la atmósfera terrestre es oxígeno, y por ello, las reacciones de
oxidación son comunes en la naturaleza. A pesar de que el quimismo es a menudo muy
complejo, como regla general, la oxidación reduce a los materiales útiles en desperdicios.
La oxidación es más común cuando el hierro presente en minerales como la olivina,
piroxeno, anfíbol y biotita reaccionan con el oxígeno.
En la naturaleza, los procesos mecánicos y químicos actúan en conjunto. Los
procesos químicos actúan generalmente sobre la superficie de los objetos sólidos. Los
procesos mecánicos rompen las rocas, y por consiguiente exponen mayor cantidad de
superficie para el trabajo de los agentes químicos.
La meteorización no actúa por igual en todas las partes de un afloramiento rocoso. Si
una barranca está formada por rocas dispuestas en capas, algunas capas pueden ser más
resistentes que las otras. Las rocas menos resistentes se meteorizan más rápidamente,
dando lugar a la meteorización diferencial, que puede dar lugar a paisajes muy llamativos.
Como resumen los principales resultados de la meteorización consisten en:
1. fragmentación y desagregación de una roca en unidades menores que pueden
corresponder a trozos de la roca o a los minerales individuales que componían la misma.
2. formación de nuevos minerales estables, de los cuales los más importantes son las
arcillas y los óxidos de hierro.
3. puesta en solución de numerosos compuestos
Sedimentos
Se llama colectivamente sedimentos a todas las partículas resultantes de la acción
del proceso de meteorización. Son partículas sólidas transportadas y depositadas por el
agua, viento, glaciares y gravedad. Incluye también a los sólidos precipitados químicamente
por soluciones o por organismos.
Hay varios tipos diferentes de sedimentos. Muchos de ellos son de conocimiento
común. La arena de las playas, los cantos rodados de los lechos de los arroyos, el polvo del
aire, el barro de un charco y los bloque suspendidos en un glaciar, son todos sedimentos.
Son también sedimentos las acumulaciones de fragmentos de conchillas de invertebrados
marinos y canto rodado en las costas actuales y elevadas de la provincia de Chubut y los
depósitos de sal en las salinas de la península Valdés.
Cuando una roca se meteoriza, se obtiene como resultado partículas sueltas o
sedimentos. Estos sedimentos pueden presentar diferente composición y obviamente
distinto tamaño. Así los sedimentos clásticos corresponden a fragmentos de rocas
meteorizadas y minerales silicáticos. En cambio, los sedimentos bioclásticos están
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compuestos por los restos fragmentados de organismos, como conchillas, corales o
briozooarios actuales o fósiles.
Cabe destacar que desde el punto de vista estricto, los iones disueltos no son
“sedimentos” porque no son partículas, pero son transportadas y depositadas como parte de
un proceso sedimentario. En determinados ambientes, los iones disueltos pueden precipitar
directamente para formar sedimentos químicos. De esta manera se forman grandes
depósitos sedimentarios de halita y de algunas calizas.
Clasificación de los sedimentos clásticos
En una primera aproximación a los criterios de clasificación podemos decir que los
sedimentos clásticos y las rocas sedimentarias clásticas se clasifican de acuerdo al tamaño
de las partículas que las componen. Las gravas incluyen todas las partículas redondeadas
con un diámetro mayor a 2 milímetros. Las partículas angulosas del mismo tamaño se
llaman cascajos.
El tamaño de los granos de arena varía entre 1/16 y 2 milímetros de diámetro. Los
granos individuales de arena se sienten cuando un sedimento arenoso es frotado entre los
dedos y también pueden ser vistos al ojo desnudo. Los granos de sedimentos de tamaño
entre 1/256 y 1/16 milímetros se llaman limo. Los granos individuales de limo no se pueden
distinguir a ojo desnudo, se sienten más suaves que las arenas al frotarlos entre los dedos.
Las arcillas son los materiales menores a 1/256 milímetros de diámetro. Las arcillas son tan
finas que se las siente suaves cuando se las frota entre las manos. Llamamos fango a
partículas de tamaño limo y arcillas, húmedos.
CLASIFICACIÓN DE SEDIMENTOS Y ROCAS SEDIMENTARIAS CLÁSTICAS
Diámetro
Sedimento
Rocas sedimentarias
(mm)
clásticas (sedimentita)
Bloques
Conglomerados
256__
Guijarros
Gravas
(partículas redondeadas)
64__
Guijas
(Cascajos)
o Brechas (partículas angulosas)
__
2
1
Arena
Areniscas
/16__
Limo
Limolitas
1
Fango
Pelitas
/256--Arcilla
Arcillitas o lutitas
Segundo paso: Erosión y transporte de sedimentos
Después que las partículas quedan libres por acción de la meteorización, son
erosionadas y transportadas por los agentes externos tales como el agua de escorrentía,
viento, glaciares y la gravedad.
El transporte de sedimentos es fundamentalmente un proceso provocado por la
gravedad. Como el agua corriente fluye cuesta abajo, todos los sedimentos e iones
transportados por el agua, se mueven hacia puntos topográficamente más bajos. En
cambio, la arena y el limo llevados por el viento pueden ser transportados cuesta arriba por
cortas distancias, pero el camino es finalmente también cuesta abajo, en respuesta a la
acción de la gravedad. Sin embargo, la gravedad puede constituir un agente en si misma ya
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que luego de meteorizada una roca de un acantilado y por lo tanto debilitada su estabilidad,
la misma cae por la sola acción de la gravedad.
Las partículas sedimentarias clásticas se modifican a medida que son transportadas
desde los sitios donde las partículas se liberaron, hacia los lugares donde son depositadas.
Los bloques angulosos formados por la meteorización mecánica pasan a ser gravas
redondeadas por el transporte a lo largo de unos pocos kilómetros. El proceso se denomina
redondeamiento y es característico del transporte por agua y viento al producirse el choque
entre sí de las partículas rocosas durante el transporte.
El agua de escorrentía y el viento también separan a las partículas de acuerdo a su
tamaño, en un proceso llamado selección. Si observamos el perfil de un río que corre
desde las montañas hacia las planicies, veremos que cerca de su origen, la pendiente del
fondo del río es pronunciada y el flujo es rápido. Durante los períodos de inundación, el flujo
es aún más rápido. Los flujos más veloces tienen mayor energía y pueden transportar
partículas más grandes y más pesadas. Por ello, en la sección superior de mayor pendiente
de los ríos se transportan grandes bloques. A medida que la pendiente disminuye, su
energía decrece. Se depositan los grandes bloque, pero las partículas más pequeñas son
transportadas aguas abajo. Como la pendiente del cauce de un río disminuye generalmente
en la dirección de aguas abajo, los sedimentos de mayor tamaño se encuentran cerca de
las cabeceras y los sedimentos se hacen progresivamente más finos aguas abajo.
Debido a que el viento tiene una viscosidad mucho menor a la del agua, transporta
únicamente arena, limo y arcilla. Por lo tanto, los médanos de arena y otros sedimentos
depositados por el viento, tienden a ser bien seleccionados. Por el contrario, el hielo de los
glaciares tiene una gran viscosidad. En consecuencia, los glaciares transportan juntos
partículas de todo tamaño, desde los bloques más grandes hasta las arcillas más finas. Los
glaciares depositan típicamente sedimentos pobremente seleccionados. Entonces la
selección es un criterio para determinar la forma y transporte de los sedimentos.
Tercer paso: Depositación de los sedimentos
La depositación de los sedimentos clásticos se produce al detenerse el transporte,
generalmente porque disminuye la velocidad del viento o del agua. La depositación de los
iones disueltos se produce cuando precipitan directamente de la solución o son extraídos de
la solución por organismos para formar conchillas o esqueletos.
La depositación de los sedimentos se produce en una gran variedad de ambientes
geológicos, pero siempre asociados con zonas topográficamente bajas o depresiones
llamadas cuencas sedimentarias. El ámbito geológico-geográfico donde se produce la
sedimentación, se denomina ambiente de depositación. Los ríos depositan los sedimentos
clásticos en los lechos de los ríos, en las planicies de inundación adyacentes a los cauces y
en los deltas, cuando desembocan en los lagos u océanos. Los sedimentos clásticos
depositados en ambientes de océanos o lagos pueden ser redistribuidos por las corrientes.
Las arenas y limos pueden ser depositados sobre la superficie de los continentes por el
viento para formar médanos.
Ambientes de depositación
El ambiente de depositación de sedimentos, en el presente, constituye el destino final de los
sedimentos originados por la meteorización de una roca preexistente, luego de ser
erosionados y transportados por un agente externo como viento, agua, glaciares y/o
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gravedad. En general, ese ambiente de depositación coincidirá con depresiones
topográficas del terreno llamadas cuencas sedimentarias.
Por ende, entendemos como ambiente depositacional:
UNIDAD MORFOLÓGICA EN LA QUE TIENE LUGAR LA DEPOSITACIÓN DE
SEDIMENTOS DONDE CADA LUGAR DE SEDIMENTACIÓN ESTÁ CARACTERIZADO
POR UN CONJUNTO DE PROCESOS FÍSICOS, BIOLÓGICOS Y QUÍMICOS QUE
ACTÚAN CON RITMO, INTENSIDAD Y DURACIÓN TALES QUE IMPRIMEN AL
DEPÓSITO RESULTANTE UN CARÁCTER DISTINTIVO.
Es así que los ambientes de depositación sedimentaria varían mucho en escala;
desde ambientes de gran escala como una cuenca oceánica hasta un ambiente de pequeña
de escala, como una barra de cantos rodados dentro de un pequeño arroyo.
Ambientes marinos de gran escala
Los ambientes marinos de gran escala incluyen:
1. Cuencas marginales a los continentes: todos los ríos principales desaguan en los
océanos donde sus corrientes disminuyen su velocidad y pierden energía. Cuando un río
pierde energía al entrar en el océano, su carga de sedimentos se deposita y se acumula
para formar una planicie plana y amplia denominada delta. Recuerden que los ríos
seleccionan los sedimentos que transportan. Los bloques más grandes, guijarros y las
guijas quedan en la zona de las nacientes, antes que el perfil del río comience a
horizontalizarse. Es por eso que los deltas están compuestos por sedimentos más finos,
que incluyen arena, limo y arcilla.
2. Plataformas continentales: son regiones sumergidas bajo el nivel del mar de la corteza
continental, de poca profundidad y casi horizontales, situadas en el borde de los
continentes. Una plataforma continental se puede extender desde la costa por varias
centenas de kilómetros, sin embargo su profundidad es comúnmente menor a los 200
metros.
3. Cuencas de océanos profundos: están situadas entre los continentes y cubren cerca de
los dos tercios de la superficie de la Tierra. Como la mayoría de los sedimentos son
depositados sobre las plataformas continentales y en las cuencas marginales de los
continentes, las cuencas oceánicas profundas reciben relativamente pocos sedimentos.
Sin embargo son los ambientes sedimentarios individuales más grandes. Los basaltos de
la mayoría de los fondos oceánicos profundos están cubiertos por una capa de fango de
unas pocas centenas de metros de espesor.
Ambientes mixtos
A lo largo de las costas oceánicas coexisten procesos sedimentarios marinos y
continentales. La acción de las olas, las mareas y las corrientes oceánicas desintegran los
granos de minerales blandos y las conchillas y diseminan las partículas finas hacia el mar,
dejando detrás depósitos bien seleccionados y redondeados de tamaño arena, compuestos
principalmente de granos minerales resistentes como el cuarzo.
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Entre los ambientes costeros más comunes donde se depositan sedimentos se
mencionan: playa, médanos, estuario, barras costeras y lagunas marginales asociadas
como caleta Valdés
Ambientes continentales
Algunos de los ambientes de sedimentación continentales más comunes son los
ambientes de los glaciares, los abanicos aluviales en zonas de montaña, los cauces de
ríos, los pantanos y los lagos.
Cuarto paso: Litificación de los sedimentos
Así se llama colectivamente a todos los procesos que convierten a los sedimentos
sueltos en rocas consolidadas. Para la mayoría de los sedimentos clásticos, los dos tipos de
litificación más importantes son compactación y cementación.
Si llenamos un recipiente con partículas, a menos que sean cubos, siempre
dejaremos algún espacio entre ellos. El espacio poroso son simplemente los huecos entre
los clastos. Cuando los sedimentos son depositados en agua, el espacio de los poros es
ocupado por agua. Comúnmente, los sedimentos clásticos recién depositados en general
tienen cerca del 20-40% de espacios porosos.
A medida que se acumulan más capas de sedimentos, el peso de las capas
sobreyacentes comprime a las capas inferiores. El espacio de los poros se contrae y parte
del agua es forzada a salir. Este proceso es denominado compactación.
A medida que los sedimentos sufren soterramiento y compactación, el agua sigue
circulando a través del espacio poroso remanente. El agua contiene normalmente
carbonato de calcio, sílice y hierro disueltos. Las sustancias disueltas precipitan en los
poros, rellenándolos total o parcialmente, cementando los granos clásticos firmemente entre
sí, para formar una roca endurecida. Este proceso es la cementación. En algunos casos,
el cemento se forma por la disolución de minerales en los ambientes próximos.
Alternativamente, estas sustancia pueden venir desde grandes distancias, transportadas por
el agua subterránea a través de los espacios porosos. Los cementos más comunes de las
rocas sedimentarias son la calcita, el cuarzo y los óxidos de hierro.
Los iones disueltos son utilizados por los organismos de los océanos y lagunas para
construir conchillas u otras partes duras, como se mencionara anteriormente. En algunos
ambientes muy especiales, las sustancias disueltas se concentran tanto que precipitan
directamente de las soluciones. Las rocas formadas por este proceso, denominado
precipitación, dan lugar a rocas sólidas, aún que la roca jamás haya sufrido compactación
o cementación. Por precipitación se forman grandes depósitos de halita y de calizas.
El tiempo necesario para la litificación de los sedimentos sueltos varía mucho;
depende principalmente de la disponibilidad de sustancia cementante y de agua necesaria
para transportar el cemento disuelto a través del sedimento.
En algunas áreas
intensamente regadas artificialmente en el valle del río Negro, los suelos fueron cementados
por un duro caliche en unas pocas décadas. Por el otro lado, algunos depósitos de arena
de 10 millones de años de la barda situada detrás del autódromo de Puerto Madryn, pueden
ser desmenuzadas con las manos.
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Unidad 4: Las rocas sedimentarias: una historia sin fin (SEGUNDA PARTE)
Cuando realizamos el reconocimiento de rocas ígneas fue factible diferenciar entre
rocas plutónicas y volcánicas sobre la base de observar ciertas características de los
componentes minerales y sus relaciones de contacto. Mientras las primeras son rocas
compuestas integramente por granos cristalinos unidos unos con otros y las segundas se
presentan pastas muy finas vítreas o microcristalinas (afaníticas en muestras de mano) con
oquedades u ocasionales cristales inmersos en la pasta. En definitiva, ambas rocas se
diferenciaban a partir de sus características texturales, las que están en directa relación con
la historia de enfriamiento del magma que les dió origen.
Por lo tanto, se considera una buena medida para reconocer una roca sedimentaria
como tal, empezar por caracterizar su textura, la que nuevamente estará muy relacionada
con la historia evolutiva de los componentes durante los procesos sedimentarios.
Consideraremos por textura las características individuales de las partículas, sean
clastos o componentes químicos, y las relaciones de las partículas entre sí. Para ello se
tienen en cuenta características tales como tamaño, forma y redondez de dichos
componentes.
Tipos de rocas sedimentarias
Tomando en cuenta su origen las rocas sedimentarias se dividen en dos grandes
categorías: rocas clásticas y rocas no clásticas.
1. Rocas sedimentarias clásticas:
1. Compuestas: por fragmentos de rocas preexistentes, que han sido erosionadas,
transportadas y depositadas. A pesar de que la mayoría de las partículas clásticas se
forman por meteorización mecánica, en esta categoría se incluyen también rocas
compuestas por pequeños granos de minerales arcillosos formados por meteorización
química (por ejemplo de cristales de Feldespatos.
2. La textura: característica de estas rocas es la textura clástica en la cual se distinguen
los clastos mayores que componen la masa principal de la roca y el material ligante que se
encuentra rellenando los espacios porales entre clastos. El material ligante puede ser
totalmente de origen químico como un cemento, puede estar constituido por una fracción
clástica más fina a la que se denomina matriz o lo que es más común por ambos a la vez.
Las rocas sedimentarias clásticas son por lejos las más abundantes y conforman
más del 80% de todas las rocas sedimentarias.
3. Clasificación: Ya hemos visto que las rocas clásticas se clasifican de acuerdo al tamaño
de las partículas o clastos que las componen. Los clastos pueden ser fragmentos de rocas
o granos minerales.
Los conglomerados y las brechas son rocas clásticas de grano grueso. Son los
equivalentes litificados de las gravas y cascajos respectivamente. En los conglomerados las
partículas son predominantemente redondeadas ya que las partículas grandes se
redondean rápidamente al ser transportadas por distancias cortas.
Los conglomerados presentan gran cantidad de espacio intersticial entre las gravas.
Estos poros se llenan generalmente con sedimentos más finos como arena o limo atrapados
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entre los espacios entre las partículas más grandes. Si caminan por la orilla de un arroyo de
cauce pedregoso, observen cuidadosamente entre las gravas. Probablemente verán
sedimentos clásticos finos atrapados entre los clastos más grandes. Cuando ese conjunto
de sedimentos se litifique, dará lugar a un conglomerado con una textura clástica
compuesta por una fracción clástica predominante de tamaño gravas y material intersticial
que liga los clastos mayores, el que se compone por una fracción clástica más fina tamaño
arena (matriz) a la que acompaña material químico (cemento), de composición carbonática
por ejemplo calcita.
Las areniscas consisten de granos de arena litificados. Entre los minerales más
abundantes de la corteza terrestre, el cuarzo es el más resistente tanto a la meteorización
química como a la mecánica. Los feldespatos y los otros minerales comunes son más
susceptibles a la descomposición química y a la abrasión mecánica durante el transporte.
El orden de estabilidad de los minerales durante los procesos sedimentarios es
aproximadamente inverso al orden de cristalización de la serie de Bowen, así la olivina es
más fácilmente alterada que el feldespato y este que el cuarzo. Por ende, es muy común
hallar que las areniscas consisten predominantemente de granos redondeados de cuarzo.
Los únicos tipos de areniscas que contienen grandes proporciones de feldespatos y otros
minerales además del cuarzo, son aquellos depositados cerca del sitio de meteorización
donde se formaron los granos de arena. En estos casos la arena no ha sido transportada lo
suficientemente lejos como para eliminar los minerales más fácilmente meteorizables.
Las pelitas (limolitas y arcillitas) son rocas sedimentarias clásticas de grano fino.
Las arcillitas están compuestas predominantemente por minerales arcillosos y pequeñas
cantidades de cuarzo, micas y otros minerales del tamaño de las arcillas. Los minerales de
arcilla tienen formas planares, como las micas. Las limolitas son limos litificados. El
principal componente de la mayoría de las limolitas es el cuarzo, aunque las arcillas también
están presentes.
2. Rocas sedimentarias no clásticas:
Habíamos mencionado que los productos de la meteorización constituían partículas y
también iones disueltos en solución que luego de ser transportados podían recristalizar en
un nuevo lugar de depositación.
En este grupo se incluyen aquellas rocas formadas por precipitación inorgánica de
sustancias en solución y su posterior litificación a las que se denominan Rocas químicas y
las rocas formadas casi exclusivamente por la litificación de acumulaciones de restos de
organismos animales y vegetales, a las que se denominan Rocas organógenas.
Trataremos tan sólo aquellas de aparición común en la porción de corteza continental del
noreste del Chubut.
Rocas químicas
Evaporitas: rocas formadas por la precipitación de sales (principalmente yeso y halita) al
evaporarse el agua en que estaban disueltas, en cuerpos de agua cerrados y/o a la salida
de vertientes. Las evaporitas no son comunes y comprenden sólo una pequeña proporción
de todas las rocas sedimentarias.
Las evaporitas producidas por precipitación de sales en cuencas marinas o
continentales son en general depósitos bastante importantes. Cubren superficies del orden
de cientos a miles de kilómetros cuadrados y decenas a centenas de metros de espesor.
Por ejemplo, las salinas grande y chica de la península de Valdés constituyen un ejemplo de
ello.
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Las evaporitas de vertientes y aguas freáticas presentan desarrollos menos
importantes que las antecedentes e incluyen:
Travertino: roca compuesta por carbonato de calcio con estructura bandeada y porosa,
formada por la precipitación química en vertientes y fuentes termales.
Tosca: roca compuesta principalmente por carbonato de calcio de aspecto terroso, macizo y
bandeado que se forma en el suelo y subsuelo por evaporación de aguas subterráneas que
ascienden por capilaridad en regiones áridas y semiáridas. Por ejemplo este tipo de rocas
suele formarse en el tope de las mesetas de la península de Valdés y de las bardas que
rodean Puerto Madryn, asociada con los suelos generados sobre el nivel más alto de la
capa de Rodados Patagónicos que coronan las mesetas.
Rocas organógenas
Se las clasifica fundamentalmente por la composición de los restos duros de los
organismos acumulados. Por lo tanto, dentro de las organógenas hay rocas calcáreas,
rocas silíceas, rocas fosfáticas y rocas carbonosas.
Rocas calcáreas: dentro de éstas se incluyen los términos CALIZA y DOLOMÍA para citar a
las rocas compuestas por calcita y dolomita respectivamente (ambos carbonatos). Las
primeras son mucho más abundantes que las segundas.
El agua de mar está casi saturada con carbonato de calcio disuelto. Si la
concentración de carbonato de calcio fuera levemente superior, precipitaría
espontáneamente para formar calcita. Las almejas, ostras, corales, algunos tipos de algas y
una enorme variedad de organismos marinos hacen sus conchillas y otras partes duras con
carbonato de calcio. El hecho de que el carbonato de calcio está tan concentrado el agua de
mar, hace que los animales y plantas que segregan calcita prosperen y se multipliquen en
grandes cantidades, particularmente en las partes poco profundas y cálidas de los océanos,
donde se encuentran condiciones especialmente favorables para la vida. La mayoría de las
calizas consisten simplemente de los restos litificados de esos organismos marinos.
Frecuentemente las olas y las corrientes oceánicas rompen y transportan fragmentos de
conchillas, corales y otros organismos marinos para formar sedimentos bioclásticos. Una
roca formada por la litificación de estos sedimentos se llama caliza bioclástica, indicando
las dos etapas de su formación, que incluye procesos tanto biológicos como clásticos. Una
coquina es una caliza bioclástica bastante común formada casi completamente por
fragmentos cementados entre sí. En las bardas de Cerro Avanzado se puede reconocer un
nivel aproximadamente tabular con Ostreas fósiles cementadas unas con otras o incluyendo
entre ellas escasas arenas finas. El conjunto se clasifica como una coquina.
Cabe destacar que las rocas bioclásticas pueden ser consideradas clásticas si la proporción
de elementos bioclásticos es menor que los estrictamente clásticos (minerales y/o
fragmentos de rocas), lo cual evidenciaría que los bioclastos han sido fragmentados y
transportados desde su lugar de origen para ser mezclados con material de otra naturaleza.
Es decir que el producto final no sería una roca bioconstruída.
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Unidad 4: Las rocas sedimentarias: una historia sin fin (TERCERA PARTE)
1. Interpretación de los depósitos sedimentarios:
Algunas de las preguntas más comunes que surgen frente a una afloramiento de
roca sedimentaria serían las siguientes:
¿dónde se originaron los sedimentos? ¿qué agente fue el encargado de transportar el
sedimento? ¿fue depositado en el océano o en el continente?
¿si fue depositado en el
océano, fue en la playa, en la zona de mareas, o en el agua profunda? si fue depositado en
el continente, ¿lo fue en un lago, en el curso de un río, o en un pantano?.
Este tipo de preguntas pueden ser contestadas a partir de analizar las características
geológicas que presente el afloramiento. Para ello no sólo hay que detenerse a mirar, sino
también contar con herramientas que nos permitan interpretar lo que vemos.
Por ello, frente a un afloramiento de rocas sedimentarias se deben atender características
tales como: textura, composición y estructura sedimentaria.
La ley de Hutton sobre el uniformitarismo. dice que los mismos procesos que forman
minerales, texturas y estructuras sedimentarias actualmente, formaron las rocas
sedimentarias en el pasado. De algún modo el uniformitarismo nos indica que debemos
observar la formación de sedimentos y sus depósitos hoy en día en los ambientes de
depositación modernos, para comprender como se formaron las rocas en el pasado. Vale
decir...
“EL PRESENTE ES LA LLAVE DEL PASADO”....
2. Estructuras sedimentarias y paleoambientes de depositación
Ya sabemos que son y como se forman las rocas sedimentarias, cual es su textura y
que nos indica la misma sobre la historia del sedimento antes de llegar a la litificación. Nos
hemos aproximado a ciertas características sedimentarias de los ambientes actuales y los
agentes externos que actúan sobre la superficie del planeta.
Casi todas las rocas sedimentarias poseen rasgos geométricos mayores
denominados estructuras sedimentarias. Se desarrollan contemporáneamente a la
depositación de sedimentos o con posterioridad a la depositación, pero antes que el
sedimento se litifique completamente. Las estructuras sedimentarias son muy importantes
porque permiten identificar el modo de transporte del sedimento y el agente geológico que
participó la depositación en el pasado. Vale decir, que:
.....A PARTIR DE LA DESCRIPCIÓN DE LOS ATRIBUTOS DE LAS ROCAS
SEDIMENTARIAS TALES COMO TEXTURA (TAMAÑO, REDONDEZ Y SELECCIÓN DEL
SEDIMENTO), DE LA COMPOSICIÓN Y LAS ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS, ES
FACTIBLE RECONSTRUIR LA INTENSIDAD Y CARACTERÍSTICAS GENERALES DE
LOS PROCESOS QUE DOMINARON LA SEDIMENTACIÓN EN EL.. PALEOAMBIENTE
DE DEPOSITACIÓN.
La estructura sedimentaria más obvia y extendida es la estratificación. La
estratificación es la disposición en capas de los sedimentos a medida que son depositados.
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La capa, banco o unidad fundamental de la estratificación es el ESTRATO que es mayor a
1 centímetro de espesor. Si presenta menos de 1 centímetro la unidad se denomina
LÁMINA y la estructura en lugar de estratificación se denomina laminación.
El estrato presenta forma generalmente tabular y está limitado arriba y abajo por
sendos planos de estratificación, los que indican cambios en las condiciones de
sedimentación. La diferenciación en estratos o laminas puede deberse a diferencias en la
textura, composición mineral, color o cementación entre las capas. La mayoría de los
estratos sedimentarios están originalmente en posición horizontal, debido a que la mayoría
de los sedimentos son depositados sobre superficies casi horizontales. La superposición en
el tiempo de sucesivos estratos puede generan estratificaciones rocosas de hasta
centenares de metros, como en el caso de los acantilados de punta Cuevas, puerto
Pirámides y Cerro Avanzado entre otros sitios.
Pero no todas las estructuras presentan un desarrollo tan importante. Hay otros
rasgos menores que también son fácilmente reconocibles en la roca sedimentaria:
1. Pueden tratarse de estructuras dispuestas sobre el plano de estratificación =
epiestratales
2. Pueden ser estructuras dispuestas dentro del estrato = intraestratales
Estructuras epiestratales
Sobre el techo y la base de un estrato unidad se pueden generar estructuras
externas al mismo, que luego quedarán preservadas al producirse la litificación del
sedimento inconsolidado o al quedar enterradas bajo nuevas capas sedimentarias.
Las ondulitas son pequeñas elevaciones casi paralelas separadas por depresiones.
Se forman en arena suelta por la acción del agua de escorrentía o el viento. En algunas
lagunas o sectores de playa sumergida el viento puede provocar olas. El movimiento de ida
y vuelta de las olas forma ondulaciones en la arena del fondo, por ende las ondulitas se
preservan en las areniscas. Si caminan por la playa actual de Puerto Madryn durante la
bajante de la marea, podrán reconocer una gran variedad de ondulitas, pero de
preservación efímera ya que serán erosionadas total o parcialmente en la próxima marea
ascendente. Si consideramos la playa actual como el techo de un estrato y ocurriera una
depositación de sedimentos extraordinaria sobre la playa durante la baja marea, las
ondulitas quedarían preservadas por enterramiento y por ende protegidas del retransporte
de la arena por la acción de agentes externos como el mar.
Las grietas de desecación son grietas poligonales que se forman en el barro
cuando el sedimento se seca y se contrae. Las grietas de desecación indican una cobertura
alternante de agua seguida de un ciclo seco, durante el cual la superficie estuvo expuesta al
aire. Un ejemplo de este tipo de ambientes es el fondo de las lagunas secas de los
alrededores de Puerto Madryn. Cuando llueve se llenan de agua que arrastra una capa de
sedimentos finos y, durante el período seco posterior evaporan el agua, los sedimentos
barrosos quedan expuestos y se contraen al secarse. Las grietas suelen rellenarse con
sedimentos transportados por el acontecimiento lluvioso siguiente y pueden quedar bien
preservados en las rocas.
Estructuras intraestratales
Un estrato individual, como parte de una estratificación mayor, a su vez puede
presentar internamente estratificaciones menores. Estas estratificaciones pueden ser en
sentido amplio planares, entrecruzadas y gradadas.
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Una estratificación plana corresponde una sucesión de capas internas al estrato
unidad, aproximadamente paralelas al techo y base de dicho estrato. En general este tipo
de estructura indica depositación en aguas tranquilas, donde los materiales fueron casi
decantados pasivamente.
La estratificación entrecruzada consiste en una disposición de pequeñas capas en
ángulo con respecto al techo y la base del estrato unidad. La estratificación cruzada se
forma tanto por la acción del viento como del agua en una variedad de ambientes. Indica
invariablemente el transporte por rodamiento y/o saltación de los clastos y la depositación
por un medio que fluye (corrientes de agua o viento). Debido a que la estratificación cruzada
nos indica la dirección en la cual fluye la corriente, se la utiliza frecuentemente para inferir la
dirección de transporte del sedimento.
La estratificación gradada es un tipo de laminación en la cual cada capa muestra
una disminución del tamaño de las partículas desde la base hacia el techo o viceversa. En
general se forman cuando una actividad de gran energía mezcla un deposito inconsolidado
con amplio rango de tamaños de clastos dentro de un cuerpo de agua tranquila. Los granos
más grandes se depositan rápidamente y se concentran en la base del banco. Las
partículas más finas caen más lentamente y se acumulan en las partes superiores del
banco. En este caso se dice que el banco tiene gradación directa.
Trazas fósiles: Otro rasgo peculiar de las rocas sedimentarias es que contienen
restos de conchillas fósiles o rasgos geométricos ó trazas fósiles que constituyen señales
de la actividad biológica en el pasado y por ende también colaboran en la determinación de
las características del paleoambiente donde ocurrió la sedimentación.
3. Denominación de unidades de rocas sedimentarias
La estratigrafía es el estudio de las relaciones espaciales y temporales entre los
estratos que componen un grupo de rocas sedimentarias.
Un cuerpo de roca recibe comúnmente un nombre formal y se lo designa como una
Formación. Una formación puede consistir de un único tipo de roca o de una combinación
de rocas diferentes. Para ser una formación, un cuerpo rocoso debe tener:
1. Características geológicas fácilmente reconocibles en el terreno.
2. Ser lo suficientemente extensa en sentido vertical y lateral, como para poder ser bien
representado en un mapa geológico.
Si bien la mayoría de las rocas sedimentarias son designadas como formaciones,
también los cuerpos de rocas ígneas y metamórficas son formalmente llamadas
formaciones. La división de los cuerpos rocosos en formaciones fácilmente reconocibles
crea unidades de roca convenientes para el mapeo geológico y la interpretación de
relaciones entre las rocas.
Generalmente las formaciones se denominan de acuerdo a la localidad geográfica
donde están bien expuestas y donde fueron definidas. Los nombres incluyen también el tipo
de roca dominante. Por ejemplo, arenisca Puerto Madryn o caliza La Tinta. Si la formación
contiene más de un tipo de roca abundante, se usa la palabra formación en lugar de la
litología, como en el caso de la Formación Puerto Madryn.
Un contacto es la superficie entre dos rocas de diferente naturaleza o de diferente
edad. Los contactos separan formaciones y también separan tipos rocosos distintos dentro
de una formación. Entre las rocas sedimentarias los contactos son generalmente planos de
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estratificación. Por conveniencia, los geólogos juntan a veces dos o más formaciones en un
Grupo como en el caso del Grupo Chubut. También pueden subdividir una formación en
unidades menores denominadas Miembro.
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