Texturas De Rocas Sedimentarias 3h1s1p

TEXTURAS DE ROCAS SEDIMENTARIAS

TEXTURA DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS CLÁSTICAS (DETRÍTICAS, TERRÍGENAS, SILICICLASTICAS) Y NO CLÁSTICAS El término textura se refiere a la fábrica de la roca; es decir, al tamaño, forma, disposición, orientación y relaciones entre los granos o partículas constituyentes de la roca sean éstos clásticos o químicos, Las texturas se forman por la acumulación de minerales y fragmentos de rocas. Los componentes pueden ser por su origen de tres tipos:

1) Clásticos: Comprende los fragmentos (granos y partículas) que provienen de la desintegración de otras rocas. 2) Autígenos: Minerales formados en el mismo lugar de acumulación (precipitación durante la depositación o después, en cuyo caso constituye un cemento). 3) Alogénicos: Componentes formados en la misma cuenca pero transportados de su lugar de formación a otra más o menos distante de acumulación. Las rocas sedimentarias están constituidas por tres componentes que le dan a este tipo de roca sus características texturales básicas. CEMENTO

POROS

PORO DISOLUCION ARMAZÓN (QUARZO

) MATRIZ

ARMAZÓN (FELDESPATO)

1) Fábrica, entramado o armazón : Las partículas individuales o granos son las unidades básicas de la textura. Si las partículas son de diferente tamaño, las mayores constituyen una estructura trabada (fábrica) que en general soporta el peso de la roca. 2) Matriz: Las partículas individuales más pequeñas que llenan los intersticios entre los granos mayores (fábrica) constituyen la matriz. De hecho, no existe matriz sin la presencia de granos más grandes; así si las partículas son muy pequeñas, pero del mismo tamaño, debe llamarse a todo el conjunto "fábrica". 3) Cemento: Es el precipitado químico autigénico incorporado por infiltración alrededor de granos y matriz. En las rocas clásticas (que forman más del 95% de todas las sedimentarias) la fábrica y matriz son siempre clásticos - -sean de origen detrítico o químico- y el cemento es siempre químicamente autígeno. POROS Y POROSIDAD Los poros son los espacios vacíos que se encuentran en la roca y la porosidad es la relación Poros vs volumen total de la muestra. estos espacios pueden ser ocupados por fluidos, aspecto muy importante en la industria de los hidrocarburos y en hidrogeología. De acuerdo con el origen de los poros y de la porosidad existen los siguientes tipos de Porosidad: Primaria o aquella formada en el mismo momento de la formación o depositación de los sedimentos y secundaria aquella que ocurre durante procesos posteriores a la depositación de los sedimento.

Armazon:

Grano soportada

Intermedia

Lodo soportada

Biosoportada

TEXTURAS ROCAS NO CLÁSTICAS

MATRIZ Gravo areno lodosa, Característica de conglomerados de cantos enormes Lodosa, la más común en areniscas Y conglomerados de gránulos y guijos

Areno lodosa, característica de conglomerados de guijarros y cantos

Los elementos que definen el patrón Textural de las rocas sedimentarias son: Tamaño de grano distribución del tamaño (sorting, escogencia o calibrado) Morfología de los Clastos ( redondez) Madurez textural. Empaquetamiento TAMAÑO DE GRANO El tamaño de grano de los componentes clásticos es el criterio fundamental para clasificar las rocas sedimentarias detríticas, siendo su morfología y su naturaleza composicional criterios adicionales para adjetivar las rocas.

TAMAÑO DE GRANO

GRAVAS

ARENAS

DIMENSIONES ( DIÁMETRO)

GRAVAS

2 mm – 1mm

GRÁNULOS

2 mm – 4 mm

GUIJOS

4mm - 64 mm

GUIJARROS

64mm - 256 mm

GRUESA

½ – 1 mm

MEDIA

¼ - ½ mm

FINA

1/8 – ¼ mm 1/16 – 1/256 mm

LIMOS ARCILLAS

> 1/256 mm

Escala de Wentworth

CALIBRADO, ESCOGENCIA, SELECCIÓN O SORTING: es la distribución del tamaño de los granos en una roca, lo que indica las condiciones bajo las cuales fue depositada y su sedimentación e indica la madurez textural de la roca, una roca es madura texturalmente si posee un buen calibrado y sus granos son redondeados a subredondeados, si una roca es bien calibrada significa que el transporte es constante, cuando la roca tiene un gran porcentaje de matriz es una roca mal calibrada e inmadura texturalmente.

Visualmente, la dispersión del tamaño de grano puede estimarse visualmente de forma cualitativa (de visu y con ayuda del microscopio petrográfico y/o electrónico), utilizándose los términos de rocas muy bien, bien, moderadamente y mal clasificadas.

MORFOLOGÍA DE LOS CLASTOS: Está relacionado con las forma y esfericidad de los clastos. La forma de las partículas se modifica durante su transporte por abrasión y por colisión con otras partículas, dependiendo del aspecto original de la partícula dentro de la roca, de la composición mono o polimineralogica, de la dureza del mineral, de las fracturas presentes, del tamaño original del fragmento, del agente de transporte y de la energía asociada con el transporte. Redondez: Angulosidad de las esquinas y bordes de un clasto, es decir, la superficie general de la curvatura de grano. Esfericidad. Mide el grado en que una partícula se aproxima a una forma esférica, es decir, se refiere a qué tan iguales son las tres dimensiones de un clasto

Seis clases para la estimación visual de la redondez de las partículas, los valores numéricos son otorgados de acuerdo a la formula de Wadell. Modificado de Shepard y Young 1961.

Madurez textural: una roca es madura texturalmente si posee un buen calibrado o sorting y sus clastos o granos son redondeados a subredondeados de alta esfericidad. Y escasa o nula presencia de matriz. ROCA INMADURA EXTURALMENTE: Mucha matriz, baja selección y granos angulosos ROCA MADURA TEXTURALMENTE: Poca matriz, moderada a buena selección y granos a subredondeados.

redondeados

Empaquetamiento: es el espacio que hay entre los granos o clastos puede estar ocupado por material detrítico fino ( matriz) por el cemento, determina en gran medida la porosidad y la permeabilidad de los depósitos sedimentarios. Depende del tamaño de grano, de la selección y de la forma de los granos; puede ser abierto o cerrado. Flotante

Cóncavo Convexo

Suturado

Puntual o tangencial

COMPOSICIÓN MINERALÓGICA ROCAS DETRÍTICAS CUARZO → monocristalino Qm - policristalino, plutónico, volcánico 20 - 40 % CHERT = SILEX → cuarzo policristalino Qp (<4μm) 1 - 5 % FELDESPATOS: microclina, ortosa, plagioclasa 5 -15 % MICAS: moscovita > biotita, clorita... 5 -10 % ARCILLAS: caolinita, montmorillonita, illita, glauconita... 10 -15 % CARBONATOS: calcita, dolomita... 10 -20 % SULFATOS: yeso, anhidrita...; SALES: halita... MINERALES RIOS = PESADOS (densidad > 2,9) < 1 % anfíboles, piroxenos, clorita, granate, apatita, estaurolita,,epidota, olivino, esfena, zoicita, clinozoicita, topacio, monacita ,hematita, limonita. magnetita, ilmenita, leucoxeno.circón, turmalina, rutilo, Opacos: hematites, limonita, pirita FRAGMENTOS DE ROCA (FRAGMENTOS LÍTICOS) →lutitas, calizas, silíceas: chert (= sílex), metamórficas, volcánicas 3 -15 %. COMPONENTES AMORFOS: óxidos de Fe; materia orgánica; vidrios, compuestos de Si02: ópalo, calcedonia.

Líticos volcánicos (Lv): - textura porfídica

Líticos plutónicos (Lp): - textura granuda - mineralogía típica: cuarzo, feldespatos y micas

Líticos metamórficos (Lm): - frecuentemente Cuarzo policristalino (Qp) - orientaciones preferentes - distribuciones bimodales, - minerales metamórficos típicos Líticos sedimentarios (Ls): tipos más frecuentes - Líticos carbonatados: fósiles, fragmenos micríticos - Líticos silexíticos: cuarzo microcristalino - Líticos ferruginosos: ambientes lateríricos

ROCAS QUÍMICAS

ROCAS ORGÁNICAS

ROCAS BIOQUÍMICAS

INTRACLASTOS

OOIDES

PELOIDES

ONCOIDES

BIVALVOS - GASTERÓPODOS

BRAQUIOPODOS

OSTRACODOS

BIVALVOS

CRINOIDES (EQUINODERMOS)

FORAMINÍFEROS

CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS SEGÚN SU TEXTURA DETRÍTICAS La base de la clasificación textural de las rocas sedimentarias siliciclásticas es el tamaño de grano, particularmente la presencia y el porcentaje de los tres componentes: grava, arena y lodo.

Clasificación composicional de areniscas terrígenas Cuarzo (Qz) Cuarzo arenita 95 %

Sublitarenita

Subarcosa 75 %

FR arena o shale Arcosa lítica

Arenita de arenisca Calclitita Chert arenita

Feld. K

FR calizas Arcosa

Arenita de Feld. K Arenita de F (Feld) Plagioclasa Alb. y olig. An-anort.

FR chert

Litarenita Litarenita feldespática FR sed.

3:1

1:1

Proporción F/FR

1:3

FR

Sedarenita

(frag. de roca) Filoarenita FR. met.

FR.volc. Arenita volcánica

Clasificación composicional de conglomerados terrígenos

Cuarzo Subconlomerado de feldespato

(Qz) Conglomerado de Qz

95 %

Sublitoconglomerado

75 %

FR arena o shale Conglomerado lítico Conglomerado feldespático de arenisca Conglomerado Chert calcáreo conglomerado Congl. de feld. FR calizas FR chert lítico Conglomerado lítico Conglomerado de feld. FR sed. Sedaconglomerado 1:1 1:3 FR F (Feld) 3:1 Proporción (frag. de roca) F/FR Filoconglomerado FR.volc. Conglomerado volcánico

FR. met.

Si reconoce más del 80% de grava tendrá un conglomerado ; si encuentra entre el 30% y 80% de grava tendrá un conglomerado arenoso o un conglomerado lodoso ; si el porcentaje de grava oscila entre 5% y 30% tendrá una arenisca conglomerática o una lodolita conglomeratica ; entre el 1% y 5% de grava presente tendrá una arenisca ligeramente conglomerática ligeramente conglomerática o una lodolita Si las arenas ocupan un porcentaje mayor de 90% y el resto es lodo la roca es una arenisca lodosa, limoso o arcillosa. Si el porcentaje de limo es mayor de 90% y el resto es arena la roca será una limolita arenosa Si el porcentaje de lodo o limo o arcilla es mayor del 90% la roca es una limolita o lodolita o lutita o arcillolita

CLASIFICACIÓN DE ROCAS CALCÁREAS DE ACUERDO CON LA TEXTURA DEPOSICIONAL, DUNHAM Los criterios para la clasificación de Dunham se basan en la abundancia de los materiales gruesos o del lodo calcáreo. La clasificación de Dunham propone dos categorías: (I) materiales que crecieron o se formaron juntos y unidos (Boundstone) (II) aquellos que no lo hicieron. Dos categorías para el grupo II: (II A) (grano soportadas) (II B) (lodo soportadas)

Mudstone <10% de granos Wackestone >10% de granos Packestone >5% de micrita Grainstone <5% de micrita

Lodosoportadas

Granosoportadas

Contienen lodo

Materiales constituyentes originales no unidos en vida

DENOMINACIONES TEXTURALES

Clasificación de Embry y Klovan (1971): Esta clasificación complementa la clasificación de Dunham, añadiendo cinco nuevos tipos: Rudstone: Textura grano-soportada, en la que los “clastos" tienen un tamaño > 2 mm y están en una proporción superior al 10%. Floatstone: Textura matriz-soportada, en la que los “clastos" tienen un tamaño > 2 mm y están en una proporción superior al 10%. Dentro de los boundstones diferencian los siguientes tipos: Framestone: los organismos constituyen un cuerpo rígido por crecimiento colonial y en simbiosis (Ej.: arrecifes de corales). Bindstone: cuerpo tabular, laminar constituido por restos de organismos que han sido unidos por la acción de incrustantes,que incrustan y atrapan el sedimento (Ej.: estromatolitos). Bafflestone: los organismos actúan como pantallas que atenúan los efectos de las corrientes y favorecen la decantación de lodo carbonático.

Análisis paleoambiental (facies) facies: conjunto de criterios paleontológicos y sedimentológicos(petrológicos) que pueden ser determinados el objeto de obtener una interpretación genética del ambiente de formación de la roca

Características texturales de depositación • Datos paleontológicos: tipos de organismos, diversidad, abundancia.

• Datos sedimentológicos: tipos de partículas, aspectos texturales (tamaño, selección, redondez, etc) tipos de cemento, tipos de porosidad, procesos diagenéticos.

Indicadores ambientales para ambientes carbonatados El hecho de que existan rocas carbonatadas ya nos indica climas cálidos y poca cantidad de aporte de terrígenos continentales (siliciclastos) • La presencia de micrita nos indica un ambiente de sedimentación tranquila, ya sea por encima o debajo del nivel de las olas. Su ausencia no necesariamente indica oleaje. • Los ooides se forman en zonas de alta energía • Los extraclastos y terrígenos (cuarzo, minerales pesados) nos indican proximidad de áreas emergidas • Los ostrácodos viven en cualquier ambiente, ya sea marino o continental, pero en general aparecen en zonas marinas profundas • Las algas caráceas o carofitas viven en agua dulce • Los oncolitos y estromatolitos se forman en medios mareales en zonas hipersalinas • Peloides agua somera, de baja energía, submareal a intermareal (lago o lagoon)

Briozoos → Generalmente marinos, de agua no contaminadas, de baja energía (lagoon). Equinodermos → Exclusivamente marinos. Foraminíferos → Miliólidos, Nummulites, Orbitoideos. Marino somero,Profundidades < 200 m.

Ambientes de formación Zonas Marinas profundas → micrita y organismos planctónicos (radiolarios, diatomeas, espículas de esponjas y globigerinas) preservados en sedimentos laminados. Shales, lutitas, Islas barreras → oolitos, coquinas, conchas fracturadas, orientadas y algo redondeadas. No existe micrita (grainstones).

Zonas de arrecifes → organismos arrecifales: boundstones y a veces grainstones. Lagoones con circulación normal → gran cantidad de fósiles de organismos de baja profundidad (foraminíferos bentónicos, briozoos, bivalvos, algas), micrita, peloides Lagoones con circulación restringida → evaporitas, estromatolitos, oncolitos. Procesos de dolomitización, pirita, oxidos de hierro

ANÁLISIS DE PROCEDENCIA

Los estudios de análisis de procedencia consisten en tratar de localizar el área fuente de la que derivan determinados sedimentos a partir de su estudio petrográfico. Se puede identificar los tipos de roca de esa área fuente, datos de clima y relieve y, lo más importante, el entorno tectónico en relación con la tectónica de placas. Hay que decir que los análisis de procedencia no se deben tomar con una confianza plena. La utilidad de estos análisis fundamentalmente es la de poder conocer las áreas de procedencia de determinadas rocas sedimentarias de una edad determinada y así poder establecer reconstrucciones paleogeográficas para conocer si en determinado momento existía en una zona determinada un arco volcánico, del que no existen evidencias, o se trataba de un margen pasivo etc. Los distintos aspectos que se deben tomar en cuenta a la hora de hacer un análisis de procedencia son (Dickinson y Suczek, 1979):

Tipos de granos a considerar: Para hacer el análisis de procedencia no se tienen en cuenta todos los tipos de granos sino que se escogen tan sólo los siguientes: Qz: Se distingue entre: QM (Cuarzo Monocristalino): Se considieran como tales a todos los granos de Cuarzo con tamaño > 0,0625 mm. QP (Cuarzo Policristalino): Son los granos < 0,0625 mm

Feldespatos: Se distingue entre: Pg y FK Fragmentos Líticos: Se distingue entre LV (Líticos Volcánicos), LS (Líticos Sedimentarios + Metamórficos). Los Feldespatos tienen el problema de que se alteran fácilmente a arcillas, sobre todo en climas húmedos. También se puede producir la disolución de los mismos con lo que el % de Ftos será menor que originalmente. Esto se produce sobre todo en rocas antiguas (Paleozoicas y precámbricas) Una vez hecho el análisis los datos se representan en los triángulos de D. y S. El que más se utiliza y el más general es el Q, F, L. El resto se usa fundamentalmente para delimitar determinados subambientes

Distribución de las arenas derivadas de diferentes procedencias con base en los diagramas FQtL y FQmLt de Dickinson (1985).

el diagrama QtFL, las variaciones en el cuarzo total (Qt) reflejan el grado de madurez de la arenisca. En el triángulo QmFLt resalta la fuente de aporte. En el caso del diagrama QpLvLs, este muestra la naturaleza de los fragmentos líticos (Lv=líticos volcánicos y Ls=líticos sedimentarios). El diagrama QmPF hace enfásis en el tipo de grano mineral.

Diagramas de Dickinson (1986) que muestran las diferentes procedencias de sedimentos y el ambiente tectónico al que se asocian. Qt=cuarzo total; Qm=cuarzo monocristalino; Qp=cuarzo policristalino; F=feldespatos monocristalinos totales; P=plagioclasa; K=feldespato potásico; L=Fragmentos líticos totales+cuarzo policristalino; Lt=fragmentos líticos policristalinos totales; Lv=fragmentos líticos volcánicos; Ls=fragmentos líticos sedimentarios

Se pueden distinguir los siguientes subambientes: Bloques continentales. Podemos encontrar dos ambientes dentro de los bloques continentales:

Bloques continentales de cratón interior Se trata de zonas muy peneplanizadas con un margen pasivo en la zona costera como Las áreas madres van a estar muy peneplanizadas y van a estar formadas por materiales plutónicos y metamórficos de alto grado muy antiguos que estarán formados por Q, F y Ls. Los ríos tranportan los sedimentos por distancias muy largas debido al bajo relieve con lo que las arenas serán muy ricas en Q, sobre todo QM ya que el QP tiende a disgregarse y los F tendrán mayor % en K que en P ya que este es más resistente y más abundante en el área madre. Las rocas más abundantes serán las Q-arenitas . Basamentos ascendentes Se trata de las zonas de rift continentales. El material de partida es similar al caso anterior pero las tasas de erosión son mucho más intensas debido a que el relieve es mucho mayor. Los sistemas deposicionales van a consistir fundamentalmente en abanicos aluviales y ríos de tramos cortos. Los F por tanto no se van a destruir tanto y las rocas que encontraremos tendrán un alto % de Q y F y serán fundamentalmente Arcosas. Las arcosas también se pueden formar en áreas cratónicas con un clima árido debido a que el transporte es menor así como la alteración química de los F.

Arcos magmáticos

Se produce una gran cantidad de aporte de material volcánico tanto epiclástico (transporte por agua) como piroclástico (transporte por el aire). Estos materiales se acumulan en una serie de cuencas que son: las cuencas de antearco, trasarco, intraarco y la zona de la fosa. Se pueden distinguir los siguientes subambientes. Archipiélagos intraplaca El % en Q = 0, y los FRV son muy abundantes. Los F son escasos en general. Se forman por tanto Litoarenitas volcánicas. Arcos islas oceánico se forma una cuenca marginal. Las areniscas tienen Q, F, y FR (FRV fundamentalmente) Arcos de margen continental Existen una gran influencia de materiales de todo tipo, no solamente volcánicos sino también plutónicos, metamórficos y sedimentarios. Las areniscas tienen por tanto Q, Ls y Lv abundantes.

Orógenos reciclados En el modelo de D. y S. comprenden diversos entornos tectónicos en los cuales rocas sedimentarias y/o metamórficas han sido fuertemente plegadas, falladas y levantadas constituyéndose como área fuente. Tenemos básicamente tres tipos de entornos tectónicos donde se producen estos fenómenos. Complejos de subducción Se forma un prisma de acrección formado por materiales plegados y metamorfizados. La erosión del mismo produce sedimentos que se depositan en la fosa y en la cuenca de antearco. Los materiales que existen en la fosa son: Rocas de tipo ofiolítico (básicas y ultrabásicas) Materiales detríticos plegados y metamorfizados Materiales correspondientes a facies profundas, fundamentalmente material silíceo orgánico (diatomeas, radiolarios, espículas de esponjas) y también carbonáticos. Las roca resultantes van a ser Litoarenitas. Zonas de colisión continental Se forman fajas plegadas y corridas con pequeñas cuencas de tipo piggy back y cuencas de antepaís. Este tipo de cuencas también se forman en la zona de trasarco de un complejo subductivo tipo andino. Las rocas que se forman son Litoarenitas.

Fallas de desgarre. Se forman una serie de zonas subsidentes y se forman fundamentalmente Litoarenitas ya que los materiales del área madre son de distintos tipo (plutónicas, metamórficas etc) y el transporte es corto.

Tipo procedencia

de

Ambiente tectónico

Composición de areniscas

Cratón estable

Plataforma estable o en el interior del continente

Areniscas cuarzosas (ricas en Qt) con altas relaciones Qm/Qp y K/P

Basamento levantado (basament uplift)

Borde de rift o ruptura transforme

Areniscas cuarzofeldespáticas (ricas en Qm y F) con bajas concentraciones de Lt y relaciones similares de Qm/F y K/P similares a las de la fuente de aporte

Arco magmático

Arco de isla o arco continental

Areniscas volcanoclásticas y feldespatolíticas (ricas en F) con altas relaciones de P/K y Lv/Ls. Si están expuestas rocas plutónicas entonces las areniscas son cuarzofeldespáticas (ricas en Qm y F).

Orogéno reciclado

Complejos de subducción cinturones de pliegues cabalgaduras

o y

Areniscas cuarzolíticas (ricas en Qt y Lt) con bajas concetraciones de F y Lv y relaciones variables de Qm/Qp y Qp/Ls

Determinación de la procedencia y ambiente tectónico a partir de la composición QFL de las areniscas. Tomado de Dickinson (1985)