Biología y Geología . 1º de Bachillerato

Rocas

3.4 - Rocas Sedimentarias
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Las rocas sedimentarias se forman en un ambiente exógeno, es decir, en la superficie terrestre o zonas próximas (pocos Km de profundidad) a presiones y temperaturas moderadas.

El ambiente químico de formación es muy especial, determinado por la composición de la atmósfera y la hidrosfera.

Para que se formen este tipo de rocas han de producirse los siguientes procesos:

  • Alteración de las rocas preexistentes
    Cambios mecánicos y químicos
  • Diferenciación geoquímica
    Traslado de lugar y separación de rocas meteorizadas
  • Litogénesis sedimentaria
    Formación de nuevas rocas

Alteración

Todas las rocas pueden alterarse y producir sedimentos.
Cada tripo de mineral de una roca se comporta de manera peculiar en cada ambiente exógeno
Pueden alterarse por cambio de ambiente químico: Meteorización química
Pueden romperse por esfuerzos mecánicos: Meteorización mecánica

Meteorización química

El ambiente químico en el exterior terrestre es muy diferente al interior; tiene grandes cantidades de agua además de CO2, oxígeno, sales ...
En este ambiente los minerales de las rocas se alteran por reacciones químicas con estos componentes.

Se produce más intensamente cuando la humedad atmosférica y la temperatura son elevadas. Es típica por tanto en climas cálidos y húmedos (intertropicales)

Las más importantes son:

  • Disolución
    El agua disuelve los minerales solubles y los transporta en horizontal o vertical.
    Si es en horizontal provoca lavado de sales.
    Si es en vertical, se transportan hacia el fondo, o hacia la superficie que por evaporación precipitan dando en la superficie costras de sal, de cal o caliche.
  • Hidrólisis:
    El agua disociada en
    grupos H+ y OH- reacciona con los minerales de la roca.
  • Hidratación:
    Las moléculas de agua se incorporan a la red cristalina de los minerales, hay un aumento de volumen y un cambio en el mineral. Por ejemplo la anhidrita da lugar a yeso.
  • Oxidación:
    El oxígeno disuelto en el agua de la atmósfera reacciona con los minerales y los oxida.
  • Carbonatación:
    El agua reacciona con el dióxido de carbono atmosférico y forma ácido carbónico: CO2 + H2O –> H2CO3
    El ácido carbónico se ioniza en ines bicarbonato (HCO3-) y carbonato (CO3=) que reaccionan con los minerales.

Como regla general son más alterables químicamente:
- Los
minerales melanocratos, ricos en Fe y Mg
- La rocas formadas a mayor profundidad y temperatura
- Las rocas y minerales expuestas en
zonas húmedas

Las principales transformaciones que se producen por meteorización son:

- Los Feldespatos se alteran dando luga a Arcillas
- Los Piroxenos. y Anfíboles se alteran dando lugar a Arcillas, Limonitas (FeOH) y Hematites (FeO)
- Las Micas se alteran dando lugar a Arcillas
- El Olivino
se alteran dando luga a Hematites y Limonita
- El
Cuarzo es un mineral bastante resistente a la meteorización. Puede disolverse en ambientes cálidos húmedos básicos.

Meteorizión mecánica o física

Son roturas de las rocas causadas por presiones o por choques con otras partículas transportadas por los agentes geológicos.
La meteorizaciónmmecánica aumenta la superficie expuesta de una roca de modo que aumenta la meteorización química.

Los mecanismos de la meteorización física son:

  • Descompresión:
    Cuando las rocas que se han formado en el interior de la tierra afloran a la superficie, sufren disminución de presión y temperatura que origina su rotura.
  • Termoclastismo
    Los cambios bruscos de temperatura producen dilataciones y contracciones de las rocas, llegando a fracturarlas.
    • Descamación térmica - Rotura de superficies por cambio de temperatura
    • Dilatación diferencial - Diferente dilatación de los minerales debilita la roca
  • Gelifracción
    Proceso de helada-deshelada; el frío contrae la roca, mientras que el hielo al aumentar de volumen, ensancha las fisuras fragmentando la roca.

  • Haloclastismo:
    Fragmentación de la roca por la formación de cristales de sal en las fisuras de éstas. Estos cristales ejercen un efecto de cuña que agranda la grieta y rompe la roca. Se da cerca de las costas donde el aire transporta cristales de sal marina y en afloramientos de aguas salobres.
  • Impacto de sedimentos transportados
    El agua de ríos y mares así como el viento pueden hacer impactar sedimentos sobre las rocas y entre sí fragmnetándolos

  • Seres vivos: Bioclastismo
    Fracturan las rocas por el crecimiento de las raíces de los vegetales o la excavación desarrollada por algunos animales. Forman grietas en las rocas o aumentan de tamaño las que ya existían.

 

Sedimentos

Los restos de alteración de las rocas reciben el nombre de sedimentos

Clasificación

Los sedimentos se clasifican por su tamaño:

Sedimento Tamaño Agentes Rocas sedimentarias
Bloques
> 25 cm
Sólo son depositados por fenómenos de ladera o glaciares  
Cantos
25 cm
6,4 cm

Agentes geológicos de alta energía:
- Torrentes y ríos en sus tramos altos o medios
- Corrientes litorales importantes
- Deslizamientos
- Corrientes de turbidez, etc.

Conglomerados o Ruditas.
Gravas
6,4 cm
2 mm
Arenas
2 mm
50 µm
Los granos de arena pueden estar formados por minerales resistentes (cuarzo, también feldespatos, circón, granates, ...), por pequeños fragmentos de rocas erosionadas o por restos de conchas de animales marinos.
Pueden ser:
- De origen fluvial en tramos medios y bajos (arenas de aluvión)
- Costeros (playas)
- Eólicos (dunas).
- Corrientes de turbidez
Areniscas
Limos
50 µm
2 µm
Minerales arcillosos con fragmentos de cuarzo y otros minerales como calcita o limonita.
A veces los forman caparazones o restos orgánicos de microorganismos.
Arcillas o lutitas
Arcillas
< 2 µm
Granos finos de cuarzo y minerales arcillosos.
Sustancias disueltas   Moléculas individuales que viajan en el agua
Sedimnetan por precipitación
Diversas rocas sedimnetarias químicas

Transporte de los sedimentos

Es consecuencia de un agente geológico (generalmente un medio fluido) que mueve el material meteorizado y la gravedad que tiende a depositarlo.

Selección
El transporte puede seleccionar en mayor o menor medida los sedimentos
Los de tamaño similar se denominan clasificados, los variables no clasificados
Depende del agente, constancia de su intensidad y tiempo que dura el proceso.

Desgaste de las partículas
Durante su transporte las partículas de sedimento pueden impactar con otras redondeándose

Modo de transporte
Movimiento del sedimento en el fluido

Arrastre de fondo
El sedimento es empujado por el fluido. Permanece en contacto con el fondo
Se produce por poca energía del agente o sedimentos muy pesados

Rodadura
El sedimento permanece en contacto con el fondova pero se desplaza rodando.
Se produce en el caso de sedimentos redondeados con poca energía del agente o sedimentos muy pesados

Saltación
El sedimento se desplaza a saltos de mayor o menor longitud y tiempo

Suspensión
El sedimento se mantiene en el fluido por tiempo indefinido
Se produce con sedimentos finos en medios turbulentos. En ocasiones son coloide (casgados eléctricamente)

Disolución
Moléculas o inones individuales en el medio de transporte.


Diferenciación geoquímica

Los agentes geológicos son capaces de separar y concentrar en determinadas zonas minerales muy concretos

Agentes geológicos o erosivos
Tipo de Agente     Factores que lo favorecen
Fenómenos de Ladera Desprendimientos Caidas de rocas Rocas coherentes. Laderas. Lluvia. Helada y deshielo . Terremotos
Deslizamientos Caida materiales en masa Sedimentos . Laderas . Humedad . Lluvia . Terremotos . Ausencia de vegetación
Solifluxión Flujo lento del suelo a favor de la pendiente  Sedimentos . Laderas . Humedad
Reptación Flujo lento del suelo debido a heladas y deshielos  Sedimentos . Laderas . Heladas y deshielos
Impacto lluvia Movimiento de partículas por impactos de gotas de agua  Laderas . Ausencia de vegetación . Lluvias torrenciales
Agua superficial Aguas salvajes Aguas sin cauce Pendientes . Materiales sueltos . Ausencia de vegetación . Lluvias torenciales . Terreno impermeable
Torrentes Aguas con cauce con caudal esporádico.  Régimen torrencial . Régimen nival con deshielo . Pendiente . Materiales sueltos
Ríos
.
Aguas con cauce con caudal fijo  Zonas húmedas . Cambios de caudal
Agua subterránea Porosidad Circulación en poros de rocas o sedimentos  Zonas húmedas . Suelos y rocas meteorizadas
Fracturación Circulación por fracturas de las rocas
Glaciares Glaciares de Valle
.
Circulación por un valle  Nevadas abundantes . Relieve 
Casquetes polares Grandes masas   Nevadas abundantes . Masa del glaciar 
Olas  .
.
Ondulaciones de la superficie del océano o lago Litoral expuesto . Viento
Corrientes marinas

Litorales
.

Paralelas a la costa Oleaje . Mareas
Oceánicas superficiales Extensas corrientes superficiales  Vientos dominantes
Oceánicas profundas Extensas corrientes submarinas de agua fría Topografía
Viento  .
.
Corrientes de aire  Zonas ventosas . Secas . Sin vegetación
Corrientes de turbidez .
.
Fenómeno de ladera subacuático. En taludes continentales Borde de talud . Aportes de ríos

 

El lugar donde se van a acumular los sedimentos procedentes de la alteración de una roca depende del tipo de roca o mineral alterado y del agente que actúa.

Generalmente quedan acumulados de cerca a lejos:
- Fragmentos
- Minerales sin alterar
- Minerales alterados coloidales
- Minerales solubles

Cuencas sedimentarias

Los materiales alterados y erosionados se acumulan en cuencas sedimentarias
Son más importantes cuanto más tiempo y más cantidad de sedimentos contengan:

Cuencas sedimentarias
Tipo de cuenca Formación Sedimentos Nombre de los depósitos Características
Continentales  
Laderas Acumulaciones en pendientes por fenómenos de ladera Bloques, cantos, gravas ... Coluviones Poco duraderas
Poco importantes
Torrentes Acumulación en conos de deyección de torrentes Gravas y arenas poco clasificadas Abanicos aluviales Poco duraderas
Poco importantes
Cauces fluviales Acumulación en tramos medios y bajos de ríos Arenas y gravas poco clasificadas Aluviones Importantes
Llanuras (eólico). Acumulación por acción del viento Arenas y arcillas bien clasificadas Dunas.
Loess
Regionalmente importantes  
Glaciar Acumulación en fondos, laderas o frentes glaciares Caótico. Todo tiepo de materiales revueltos Morrenas o Till Regionalmente importantes
Lagos Acumulacines de sedimentos aportados al lago generalmente por ríos o torrentes Arcillas, precipitados Lacustres
Evaporitas
Pueden llegar a ser importantes en cuencas lacustres de gran magnitud
Subterráneas (Karsticos y otros) Alteración de materiales en suelos Bauxitas, lateritas, silicatos y carbonatos de precipitacuón    
Mixtas
Deltas, estuarios y marismas Desembocadiras de ríos Arcillas, limos, materia orgánica Deltaicos Muy importantes. Estratificación característica
Albuferas Depósitos en lagunas costeras Arcillas, Evaporitas Lagoon Importantes 
Playas Depósitos en costas abrigadas por corrientes litorales oleaje y acción del viento Arenas bien clasificadas Dunares Regionalmente importantes 
Acantilados Caidas de rocas en costas expuestas debido a olas y fenómenos de ladera. Gravas cantos clasificados   Poco duraderas
Poco importantes
Oceánicas
Plataformas Aportes de corrientes litorales, eólicos y biológicos. Siliclásticas: Arenas. arcillas detríticas
Carbonáticas: precipitados, orgánicos
Plataforma Muy duraderas.
Las más importantes del planeta
Glacis Corrientes de turbidez de las plataformas continentales Arcillas, arenas Flich Importantes
Fondos Aportes de corrientes oceánicas y orgánicos silíceos Arcillas. orgánicos silíceos Abisales Escasos sedimentos aunque poco movilizables
Arecifal Acumulaciones de restos de seres vivos. Especialmente corales, algas y moluscos calcáreos Orgánicos Recifal o arrecifal Producidos en el océno tropical próximo a la superficie y sin aportes detríticos

 


Litogénesis exógena: Litificación

Se llama litificación o Diagénesis a la formación de una roca sedimentaria a partir de sedimentos
Para ello hace falta un a
umento de presión y temperatura pero mucho menor que en los ambientes endógenos típicos
El proceso suele seguir los siguientes pasos aunque algunos son simultáneos

Compactación
Acercamiento de los componentes de los sedimentos por aumento de presión de los materiales suprayacentes.
Se produce por la expulsión de fluidos
- Física : La presión orienta los minerales o rompe algunos como las micas para un mayor empaquetamiento
- Química : Disolución por presión en zonas de contacto de algunos minerales

Deshidratación
Pérdida de agua por compactación.
Favorecida por aumentos de temperatura.

Cementación con nuevos minerales
Precipitados que unen los materales depositados. Se depositan entre los poros.
Los más frecuentes son los de Calcita. Aragonito. Arcillas. Cuarzo. Feldespatos

Recristalización
Cambio de los cristales de determinados minerales ocupando nuevas posiciones y orientaciones

Formación de nuevos minerales
A causa de la reacción de los existentes en los sedimentos al aumenta temperaturas y presiones.
Esta formación de nuevos minerales es siempre poco importante.


 

 
Tebla de Rocas Sedimentarias
TipoRoca Componentes Formación componentes Agentes de transporte Depósito Litogénesis  Imagen
Detríticas
Conglomerado
Sefitas o Ruditas
Pudingas
Brechas
Bloques o cantos cementados Rodadura
Caida arraste
Laderas
Glaciares
Agua superficial
Olas
Acantilados
Laderas
Morrenas
Cementación de cantos o gravas
Arenisca
Arcosas
Grauvacas
Ortocuarcitas
Arenas cementadas Meteorización mecánica.
Minerales resistentes a meteorización química en granito y otras rocas granudas
Agua superficial
Viento
Corrientes litorales
Plataforma continental
Dunas
Aliviones
Playas
Cementación de arenas
Arcilla
Lutita o Pelita
Arcillas Meteorización química de silicatos Agua superficial
Viento
Corrientes litorales
Corrientes oceánicas

Plataforma continental
Glacis
Fondo oceánico
Lagos
Deltas, estuarios
Aliviones

Cementación de arcilla  
Mixta
Marga Arcilla y CaCO3

Mixta. Aportes arcillosos y calizos

Agua superficial
Corrientes litorales
Corrientes oceánicas
 
Plataforma continental
Glacis
Albuferas
Lagos
Litogénesis de materiales calizos y arcillosos
Química
Caliza de precipitación CaCO3 Carbonatación rocas

Agua superficial
- Lagos
- Plataformas cont

Plataforma continental
Glacis
Albuferas
Lagos
Acumulación de calcita Precipitación CaCO3

Tobas o travertinos

CaCO3 Rocas calizas   Agua subterránea  Calizas emergidas   Eliminación de parte de la roca caliza
Dolomía MgCO3 Sales solubles de Mg Agua subterránea Subterranea en calizas Formación de dolomita Sustituciós Mg por Ca  
Silex Sílice
SiO2
Sílice soluble Agua subterránea Suelos Precipitación SiO2
Bauxita Al (OH) Oxidación e hidrólisis de silicatos Aguas subterránea Suelos Precipitación de óxidos e hidróxidos de Al
Lavado del resto de los elementos del suelo
 
Laterita FeO OH  Oxidación e hidrólisis de silicatos Aguas subterránea  Suelos  Precipitación de óxidos e hidróxidos deFe
Lavado del resto de los elementos del suelo
 

Yeso

Ca SO4 Oxidación de sulfuros Agua superficial
Océanos
Evaporación de agua
Lacustre
Albuferas
Precipitación CaSO4 al evaporarse una masa de agua

Sal gema

Sales solubles
NaCl

Restos de Cloruros soluiblesMetales alcalinos solubles Océanos
Evaporación de agua
Albuferas
Océanos cerrados
Precipitación Cloruros al evaporarse una masa de agua
Orgánica
Calizas organogénicas
Bioclásticas
Arecifales
Microfósiles
CaCO3 de restos de seres vivos Caparazones de organismos Corrientes litorales
Olas
Caida d los restos de seres vivos

Plataforma continental
Arrecifes
Costas

Cementación de restos calcáreos de seres vivos. (Corales, moluscos, algas ...)
Océanos poco profundos
Silicatos organogénicos SiO2 Microorganismos silíceos Corrientes litorales
Olas
Caida d los restos de seres vivos
 
Fondo oceánico
Plataforma continental
Cementación de esqueletos silíceos de seres vivos (Diatomeas, radiolarios)  
Carbón
Antracita
Hulla
Lignito
Turba
Compuestos ricos en C Restos de plantas Caida d los restos de seres vivos 

Lacustre.
Litoral

Acumulación de restos de plantas en ambiente naerobio. Enriquecimiento en C.  
Petróleo Hidrocarburos Restos de microorganismos Agua con poca mezcla de capas Cuencas oceánicas anaerobias Acumulación de restos microbianos en ambiente naerobio. Formación de hidrocarburos en una roca porosa y posterior migración a trampas petrolíferas  

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