Estratigrafía y Geología Histórica

Geología, Morfología del terreno y Climatología
UPM - ETSIC
I TEMA 4 i
ESTRATIGRAFÍA Y GEOLOGÍA HISTÓRICA
ESTRATIGRAFÍA
Definición:
Ciencia que estudia los “estratos” desde su origen, clasificación, extensión de procesos evolutivos,
transformaciones y correlación de las rocas sedimentarias entre sí y a lo largo del tiempo.
Objeto de la estratigrafía:
Interpretación de los estratos para el conocimiento del pasado.
Descripción de los estratos:
 Características litológicas.
 Posición espacial.
 Correlaciones con otros estratos.
Aplicaciones económicas: ingeniería, minería, petróleo, carbón, aguas subterráneas, etc.
CONCEPTOS BÁSICOS DE LA ESTRATIGRAFÍA
 ESTRATO: Capa de origen sedimentario limitado por dos planos que lo individualizan dentro de
una serie estratigráfica.
Un estrato queda definido por:
— Por su rumbo
— Por su buzamiento
— Por su potencia
— Por su litología
— Por sus fósiles
CAUSAS DE LA ESTRATIFICACIÓN.
— Por cambios estacionales.
— Por cambios climáticos.
— Variaciones en la energía de las corrientes del agua.
— Variaciones en el nivel del mar.
— Condiciones de vida de los seres vivos.
 FACIES: son las características de una roca sedimentaria (tanto litológicas como biológicas) que
imperaban durante su formación indicando el ambiente en el cual fue depositada, permitiendo
diferenciar unos terrenos de otros.
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 UNIDAD ESTRATIGRÁFICA: Corresponde a un cuerpo rocoso sedimentario determinado que se
puede individualizar del resto por caracteres litológicos, biológicos o cronológicos.
 Unidad litoestratigráfica: (grupo, formación, miembro y capa).
 Unidad cronoestratigráfica: (eratema, sistema, serie, piso y zona).
 Unidad cronológica: (era, periodo, época, edad y zona).
 CONTINUIDAD: sucesión de estratos o capas sin interrupción.
 DISCONTINUIDAD: lapso de tiempo no representado por sedimentos dentro de una sucesión
estratigráfica.
 LAGUNA ESTRATIGRÁFICA: espacio en el que faltan los materiales sedimentarios: hiato + vacío
erosional.
 HIATO SEDIMENTARIO: lapso de tiempo en el que no existe sedimentación. Ausencia de
formaciones geológicas que deberían estar presentes.
 VACÍO EROSIONAL: espacio correspondiente al material erosionado.
FORMACIÓN C
FORMACIÓN A
TB = lapso de tiempo
 TRANSGRESIÓN: avance del agua del mar sobre una zona costera. Se produce por:
— Hundimiento de la costa.
— Elevación del nivel del mar.
Sedimentos: conglomerados – arenas – arcillas.
 REGRESIÓN: retirada del agua del mar sobre una zona costera. Se produce por:
— Elevación de la costa.
— Bajada del nivel del mar.
Sedimentos: arcillas – arenas – conglomerados.
 CONCORDANCIA: Capas paralelas sin interrupción.
 DISCORDANCIA: Capas no paralelas. Tipos:
Discordancia angular
Discordancia erosiva
Discordancia mixta.
¿Por qué estudiar las discordancias?
 Científicamente, porque nos informan de su origen, clasificación, extensión de procesos
evolutivos, transformaciones y correlación de las rocas sedimentarias entre sí y a lo largo del
tiempo.
 Económicamente, porque asociadas a las discontinuidades existen un gran número de recursos
naturales como aguas subterráneas, petróleo, carbón…
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CRONOLOGÍA
Data los acontecimientos geológicos a lo largo del tiempo.
 CRONOLOGÍA ABSOLUTA
Fija el tiempo existente entre un suceso y el momento actual.
 Recuento de capas:
— Recuento de barbas glaciares.
— Anillos de los árboles fósiles.
— Depósito de cenizas volcánicas.
 Radio cronología:

Medida de la radioactividad de ciertos elementos radioactivos: C14, Ph, K-Argón, etc.
 CRONOLOGÍA RELATIVA
Refiriendo un hecho como ocurrido antes o después de otro conocido. Se basa en:
 Principio de superposición.
 Principio de sucesión faunística.
 Principio del uniformismo.
 Principio del actualismo.
CORRELACIONES ESTRATIGRÁFICAS
Mediante el estudio de una “serie estratigráfica”, desde el 1er estrato hasta el último, se tendría la edad
relativa de cada uno de los estratos. Esta serie no existe.
La misión de la estratigrafía es aproximarse a ella, reuniendo series parciales, incluso separadas
geográficamente, mediante CORRELACIONES.
 Criterios litológicos.
 Criterios paleontológicos.
 Criterios cronológicos.
PALEONTOLOGÍA
Ciencia que estudia restos fósiles de seres vivos que han vivido en épocas geológicas pasadas.
 Fósil: Materia orgánica pasa a Materia mineral.
 Fosilización: Moldes (interior) y Huellas (exterior).
 Fósil característico: Amplia dispersión geográfica, abundantes individuos, tiempo de vida corto.
Paleontología animal (macro y micro) y vegetal (botánica y palinología).
GEOLOGÍA HISTÓRICA
— Estudia la reconstrucción de la historia de la Tierra.
— Se basa en datos de cronología relativa (fósiles).
— Se estudian las diferentes eras o periodos de la historia de la Tierra, tratando los siguientes
aspectos:
1) Divisiones.
2) Orogenias.
3) Aspecto de la Tierra (Paleogeografía).
4) Litología de las rocas.
5) Paleontología (fósiles).
Las eras en las que se ha dividido la historia de la Tierra son:
— Arcaica.
— Primaria o Paleozoica.
— Secundaria o Mesozoica.
— Terciaria o Cenozoica.
— Cuaternaria o Neozoica.
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ERA ARCAICA
Corresponde a los materiales más antiguos de la corteza terrestre. Entre los 5000 a los 570 m.a.
Duración 4500 m.a.
Se divide en dos periodos separados por un ciclo orogénico
 Arcaico
 Precámbrico
Arcaico
1) Se caracteriza porque no hay divisiones.
2) Orogenias Huroniana y Careliana que separan el Arcaico de Precámbrico.
3) Existe un solo continente: PANGEA I.
4) Predominio de rocas ígneas (plutónicas, filonianas y volcánicas) y rocas fuertemente
metamorfizadas (gneis y esquistos).
5) No hay registro fósil (implica que las correlaciones sean muy difíciles).
Precámbrico
1) Se caracteriza porque no hay divisiones.
2) Todo el planeta entra en una fase muy activa. Aparecen las primeras cadenas montañosas
generadas por una intensa actividad volcánica y una erosión muy intensa.
3) Se inicia la división de la PANGEA con la formación del océano. Aparecen continentes: SiberiaChina, Brasil-África y Madagascar-India-Australia y Noratlántico.
Se produce el enfriamiento de la corteza, lluvias torrenciales, erosión, transporte y
sedimentación.
4) Rocas ígneas, metamórficas y sedimentarias.
5) Se conservan pocos fósiles (algas, corales y radiolarios).
ERA PRIMARIA. PALEOZOICO
Terrenos antiguos, plegados, erosionados y peniplanizados. Abundan las rocas metamorfizadas y
algunos fósiles. Desde 570m. a 225 m.a. Duración 345 m.a.
1) Se divide en seis periodos separados por un ciclo orogénico:
 CÁMBRICO
 ORDOVÍCICO
 SILÚRICO
 DEVÓNICO
 CARBONÍFERO
 PÉRMICO
2) Orogenias: Caledoniana y Hercínica.
 Del Ordovícico al Silúrico: Orogenia Caledoniana
(América del Norte, Siberia, Norte de Europa).
 Del Devónico al Pérmico: Orogenia Hercínica
(Península Ibérica, Urales, Asia, Apalaches).
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3) Paleogeografía. Se reconocen tres continentes (Pangea) y un mar interior (mar de Tethys).
- Continente Noratlántico.
- Continente Chino-Siberiano.
- Continente Gondwana.
Cámbrico (570 MA)
Ordovícico (470 MA)
Silúrico (430 MA)
Devónico (400 MA)
Carbonífero (340 MA)
Pérnico (225 MA)
CÁMBRICO
LITOLOGÍA
FÓSILES
Calizas marmóreas
Pizarras
Cuarcitas
Areniscas
Tribolites
Crucianas
ORDOVÍCICO
Pizarras
Cuarcitas
Graptolites
Tribolites
Crucianas
SILÚRICO
Pizarras
Cuarcitas
Graptolites
Tribolites
Crucianas
DEVÓNICO
Areniscas rojas
Pizarras
Grauwacas
Sin fósiles
Calizas
Areniscas
Pizarras (Carbón)
Grauwacas
Cuarcitas
Restos vegetales
Tribolites
Anfibios
CARBONÍFERO
PÉRMICO
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Arenisca roja
Conglomerados
Arcillas con evaporitas
(Yesos)
Coladas volcánicas
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Restos vegetales
Tribolites
Anfibios
Aparecen reptiles
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ERA SECUNDARIA. MESOZOICO
Se encuentra sobre el Paleozoico, muy plegada y poco peniplanizada. Abundan las rocas sedimentarias y
los fósiles (Era de los reptiles y los ammonites).
Desde los 225 m.a. hasta los 65 m.a. Duración 160 m.a.
1) Se divide en tres periodos:
 Triásico
 Jurásico
 Cretácico.
Creyácico (65 MA)
Jurásico (170 MA)
Triásico (225 MA)
Triásico
2) Período tranquilo sin orogenias.
3) Siguen los tres grandes continentes.
4) Terrenos en facies continental (gemánica).
- Buntsandstein (conglomerados y areniscas rojizas).
- Muschelkalk (caliza y dolomías).
- Keuper (margas, arcillas versicolores con yesos y ofitas).
Terrenos en facies marinas (Alpina).
- Werfeniense (margas, calizas y yesos).
- Anisiense (dolomías, calizas y margas).
- Ladiense (dolomías, calizas y margas).
- Carniense (dolomías)
- Noriense (dolomías).
5) Aparecen los ammonites y belemnites, anfibios y reptiles.
Jurásico
1) Período tranquilo sin orogenias importantes.
2) Europa se convierte en un archipiélago.
Gondwana se escinde en dos continentes: África-Brasil y Australia.
3) Predominan las calizas, margas y caliza dolomíticas.
- Lías (Jurásico negro). Calizas y dolomías oscuras.
- Oogger (Jurásico pardo). Caliza oolíticas y margas.
- Malm (Jurásico blanco). Calizas blancas.
4) Abundan los ammonites y belemnites (apogeo), anfibios, reptiles, aves e insectos, corales,
equinidos y lamelibranquios.
Cretácico
2) Se inicia una Regresión y quedan emergidas grandes extensiones con depósitos en facies
continentales: Facies Weald.
Hacia la mitad del periodo se produce la “Transgresión Cenomanense”, por la cual casi toda
Europa, incluso la Península Ibércia, queda bajo las aguas. Finaliza con una regresión y aparecen
las islas.
3) Se separa la India del continente Australiano-Indomalgache.
Se inicia la separación de África de América del sur.
4) Predominan las calizas, cretas, margas y arcillas, flysh y arcosas.
- Inferior (Neocomense, Barremiense, Aptense y Albiense).
- Superior (Cenomanense, Turonense, Senosense y Danense).
5) Decaen los ammonites y belemnites y desaparecen los reptiles. Orbitolinas (fósil característico)
y Rudistas.
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ERA TERCIARIA. CENOZOICO
Se situa sobre el Mesozoico. Terrenos plegados y poco eroscionados. Predominio de los sedimentos
continentales sobre los marinos. Desaparecen los resptiles, ammonites, belemnites y orbitolinas.
Aparecen los numulites y alveolinas (foraminíferos). Movimietnos alpinos (OROGENIA ALPINA).
Fuerte desrrollo del vulvanismo.
Desde los 65 m.a. a 1,5 m.a. Duración 63,5 m.a.
1) Se divide en dos periodos.
 PALEÓGENO
 NEÓGENO
PALEÓGENO. Eoceno
NEÓGENO. Mioceno
2) El Terciario constituye un periodo de gran actividad orogénica, la Orogenia Alpina, que da lugar
a la mayor parte de las grandes cordilleras actuales (Himalaya, Alpes, Pirineos, Ibérica, Béticas,
Atlas, Andes, Rocosas). Las fases de esta orogenia son:
Cretácico
Fase Larámica
paleógeno
Eoceno
Fase Pirenaica
Oligoceno
Fase Sávica
Neógeno
Mioceno
Fase Rodánica
Plioceno
Fase inicial
Fase intermedia
Fase final
Zócalo fracturado en grandes
bloques. Cada bloque está
delimitado por fracturas
unos bloque se levantan y
forman los relieves y otros se
hunden formando depresiones
Las depresiones se rellenan por
Sedimentos procedentes de los
relieves
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3) La paleogeología, al final, está muy próxima a la actual. Durante la Fase sávica la intensidad es
máxima. El subcontinente de la India, que se había separado en el Cretácico y se desplazaba a
una velocidad de 16 cm/año, colisionó con Eurasia, como resultado se formó la cordillera más
alta del mundo “el Himalaya”.
Este proceso todavía perdura en la actualidad y se estima que cada año el Himalaya es 5,0 cm.,
más alto.
En cuanto al clima; el gradiente térmico del ecuador a los polos era la mitad que en la actualidad
y las corrientes oceánicas eran excepcionalmente más cálidas. Las regiones polares eran
bastantes más cálidas (parecido al norte de Estados Unidos) y los bosques templados llegaban
hasta los mismo polos.
La gran cantidad de lluvia sobre el Océano Ártico, junto con la configuración de los continentes
redujo drásticamente la salinidad. El agua dulce acumulada en la zona ártica preparó el terreno
para que se sucediera un gran cambio climático de signo totalmente opuesto y que marcaría el
final de la Era Terciaria, preámbulo de las primeras glaciaciones.
4) Litofacies.
 Eoceno: calizas nunmulíticas, margas y calizas arrecifales (Nerítica) y Flysh (Profunda).
 Oligoceno: Semejantes al Eoceno. Importantes depósitos de sales.
 Mioceno: Molasas, calizas orgánicas, areniscas y margas fosilíferas (Nerítica).
En facies más profundas, margas y calizas. En facies continental, conglomerados, arenas,
margas y arcillas. Sales y yesos. Calizas arrecifales.
 Plioceno: Análogas al Mioceno.
5) Fósiles.
Nunmulites, Alveolinas, vertebrados (equinidos), gasterópodos y lamelibranquios. Mioceno y
Plioceno desparecen los nunmulites.
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ERA CUATERNARIA. NEOZOICO
Su límite inferior está marcado por las primeras glaciaciones
Que no existen en el Plioceno.
Tectónicamente inactiva con pequeños movimientos
Tetónicos de acomodación “Neotectónicos”.
Flora y fauna similar a la actual. Aparecen los Homínidos.
Desde 1.5 m.a. hasta la actualidad.
1) Se divide en dos periodos.
 PLEISTOCENO. Glaciaciones.(Günz, Mindel, Riss y Würr).
 HOLOCENO.
2) Sin orogenias. Acomodación.
3) Paleogeografía. La conforman los sistemas de terrazas fluviales asociado a cada una de las
cuatro glaciaciones.
1 Günz
90-100 m
2 Mindel
50-60 m
3 Riss
Pleistoceno
20-30 m
4 Würm
10-15 m
0-5 m
Holoceno
4) Predominio de terrazas fluviales, depósitos glaciares (morrenas), depósitos eólicos (loess),
terrazas marinas y arrecifes costeros, dunas.
5) Los mismos grupos biológicos que en la actualidad. Mamíferos. Homínidos.
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Historia de la Paleogeografía de la Tierra
Precámbrico (600 MA)
Pérmico (225 MA)
Jurásico (170 MA)
Cretácico Inferior (140 MA)
Cretácico Superior (65 MA)
Eoceno (55 MA)
Actual
Futura geografía de la Tierra
Actual
+ 250 MA
+ 150 MA
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