ROCAS CARBONÁTICAS - DIAGÉNESIS ZONA VADOSA Y

ROCAS CARBONÁTICAS - DIAGÉNESIS
ZONA VADOSA Y FREÁTICA
ZONA VADOSA, DE MEZCLA Y FREÁTICA
ZONA VADOSA Y FREÁTICA
Los procesos que afectan a los carbonatos
ESTADIOS PRINCIPALES DE DIAGÉNESIS CARBONÁTICA
PROCESOS DIAGENÉTICOS
 Cementación
 Disolución
 Neomorfismo
 Recristalización
 Compactación
 Micritización microbial
CEMENTACIÓN
 Es el proceso de precipitación de carbonato en el espacio poral, generado por agua sobresaturada en CaCO3.
 La mineralogía del cemento depende de la composición del agua y particularmente de la pCO2 y de la razón
Ca/Mg.
CEMENTOS CARBONÁTICOS
Cementos freáticos: anillos isópacos, poros rellenos calcita ecuante.
CEMENTOS FREÁTICOS Y RECUBRIMIENTOS INICIALES DE OOLITAS
RELLENO GEOPETAL EN LA CÁMARA DE UN GASTERÓPODO
Fm. Caloosahatchee, Plio – Pleistoceno de
Florida. El contacto indica el nivel
aproximado de la superficie en el
momento de la depositación. Estas
estructuras son importantes para
determinar el buzamiento original del
estrato y confirma algo de transporte de la
micrita.
CALCITA Y ARAGONITA: FORMAS DE OCURRENCIA
CEMENTOS ESPÁTICOS - SUCESIVAS GENERACIONES - DE PRECIPITACIÓN - CÁTODOLUMINISCENCIA
CEMENTACIÓN
CRINOIDEOS (SINTAXIAL)
CEMENTO DRÚSICO Y SINTAXIAL
DISOLUCIÓN
 Ocurre cuando las soluciones porales está subsaturadas respecto a la fase sólida carbonática del entramado.
 Este proceso es muy importante cerca de la superficie, donde las aguas vadosas pueden generar carst.
 También puede ocurrir en el fondo del mar y por soterramiento profundo.
DIAGÉNESIS EN LA ZONA VADOSA: disolución de carbonatos inestables (aragonito, calcita alta Mg) y precipitación de
calcita baja Mg.
NEOMORFISMO
 Incluye los procesos de recristalización y metasomatismo que en
definitiva involucran cambios mineralógicos, entre ellos:
o El cambio de tamaño de los cristales de micrita en fangos
carbonáticos (neoformación agradante)
o Reemplazamiento de aragonita por calcita en los
bioclastos.
MICROESPATO O SUBESPARITA
 Es frecuente encontrar la micrita (usualmente en cristales
inferiores a 4 μm)
 Transformada a un agrega de cristales de 4-10μm (microespato)
y(o) de 10-50 μm (pseudoespato)
 Este espato neomórfico se reconoce por:
o Contactos cristalinos irregulares y(o) curvados de tamaño
muy variable que gradan a sectores de mosaicos de calcita
espática.
o Presencia de sectores no alterados con textura fina y de
granos y bioclastos flotantes.
NEOFORMACIONES
La micrita está compuesta por cristales pequeños con una gran
superficie interna de contactos.
Cuando el sedimento es compactado el sistema tiene una gran
energía interna y tiende a pasar a otros de menor energía por vía del
crecimiento de algunos cristales a expensas de otros, generándose así un
entramado subesparítico (tamaño limo) y finalmente una caliza cristalina
(agregado de calcita espática ecuante).
REEMPLAZAMIENTOS
El cemento de
calcita espática rica en hierro es típicamente diagenético y suele
reemplazar a otros cementos calcíticos previos.
Tal es el caso en estas calizas con oolitas y fragmentos fósiles.
CALCITIZACIÓN DE BIOCLASTOS Y OOIDES ARAGONÍTICOS
 Los ooides aragoníticos suelen estar reemplazados por
calcita espática drúsica, por disolución de la aragonita y
precipitación concomitante de calcita.
 En otros casos parece ser que el proceso fue
recristalización directa (calcitización) y la calcita
aparece turbia (parda por materia orgánica) con
contactos curvos y pequeñas inclusiones de aragonita.
NEOMORFISMO DEGRADANTE
 Ocurre rara vez cuando los cristales grandes de calcita
espática son reducidos a agregados de otros más
pequeños.
 Ocurre con bajo grado de metamorfismo o por acción
tectónica intensa.
 Este proceso se observa bien en granos de crinoideos.
Aunque en muchos casos la micritización de estos es un
proceso primario endolítico por acción de microbios.
REEMPLAZAMIENTOS POR OTROS MINERALES
Es frecuente observar que durante la diagénesis, parte
del carbonato es reemplazado volumen a volumen por alguna
variedad de sílice (calcedonia, cuarzo microgranoso o dolomita.
Los carbonatos primarios suelen ser reemplazados por
otros más estables durante la diagénesis. Tal es el caso de
aragonita que pasa a calcita o dolomita.
CEMENTOS SILÍCEOS EN CALIZAS
COMPACTACIÓN
 Ocurre durante el soterramiento y produce un acercamiento de los clastos vecinos con disolución parcial del
entramado en contacto.
 Este proceso conduce a la formación de estilolitas cuando el soterramiento excede de varios cientos de metros.
COMPACTACIÓN VISIBLE EN ALOQUÍMICOS CON FORMA ORIGINAL DEFINIDA
ESTILOLITAS
MICRITIZACIÓN MICROBIAL
En un arrecife activo o arenas carbonáticas movilizadas por las olas puede precipitar cemento en los espacios
porales y cavidades intra- e interesqueletales y alteración de los granos por la acción de cianobacterias.
Este proceso que es muy común genera películas de micrita alrededor de los fragmentos esqueletales y granos
diversos. En última instancia es posible el reemplazo total del grano por micrita.
Las películas micríticas suelen preservar la forma de los bioclastos (conchillas aragoníticas) que son disueltas o
reemplazadas durante la diagénesis.
LA TRANSFORMACIÓN DE LOS CARBONATOS CON EL TIEMPO GEOLÓGICO
LA DIAGÉNESIS EN AMBIENTE MARINOS
EL AMBIENTE MARINO
 La diagénesis supramareica e intermareica.
o La roca de playa es elemento más común en los mares tropicales. Se trata de arena de playa cementada
por empalizadas isopáquicas de aragonita fibrosa. Ocurre pocos centímetros debajo de la arena en el
ámbito de aguas freáticas marinas persistentes.
o Su erosión genera intraclastos y fragmentos con costras y perforaciones diversas.
CEMENTO MENISCO
 Si la presencia del freático marino es discontinua o el espacio interporal queda expuesto a aguas vadosas,
pueden generarse empalizadas de aragonita que son más gruesas hacia abajo y(o) cemento calcítico menisco
(microestalactitas que cuelgan de los granos)
PRECIPITACIÓN EN LA ZONA INTERMAREICA SUPERIOR Y SUPRAMAREICA
 La calcita alta en Mg suele precipitar en la playa distal (anteplaya) si el nivel del agua meteórica es alto,
formando de micrita oscura recubriendo granos de arena y bioclastos y eventualmente peletos.
 Es frecuente encontrar estos cementos asociados a colonias de algas y cianobacterias y también con las
empalizadas aragoníticas.
CEMENTACIÓN MARINA SOMERA
 La diagénesis marina en aguas someras de bajas latitudes involucra cementación y micritización microbial.
 La primera es común en áreas de alta energía donde el agua del océano es bombeada en grandes cantidades
dentro de sedimentos carbonáticos expuestos.
 La segunda es más común en aguas quietas de albúferas.
 En el ambiente de fondo marino, el agua freática estancada produce precipitación de calcita en los huecos
intraesqueletales de gasterópodos y foraminíferos. En estos casos es común la formación de “grapestones”
donde es frecuente la contribución de cianobacterias.


Las costras cementadas superficiales suelen ser objeto de excavaciones, grietas poligonales (sinéresis) y
estructuras tepees (pseudoanticlinales).
El cemento es normalmente aragonita fibrosa y micrita de calcita alta en Mg.
CEMENTOS INTERMAREICOS Y SUBAMAREÍCOS (MARINOS SOMEROS)
CEMENTACIÓN EN ARRECIFES
 Los arrecifes coralinos son el centro de una intensa actividad
orgánica y precipitación de carbonato biogénico.
 También están sujetos a intensa bioerosión.
 Los cementos más comunes son empalizadas gruesas de
aragonita (100 μm) maclada pseudoexagonal y rica en Sr y(o)
de calcita-Mg en hábitos hojosos.
 La calcita-Mg forma peloides subesféricos en cavidades
esqueletales cuyo crecimiento puede estar ligado a cianobacterias.
 La aragonita puede tener hasta 10.000 ppm de Sr. La calcita-Mg por su parte puede alojar entre 14 y 19 mol% de
dolomita pero es pobre en Sr.
CEMENTACIÓN EN AGUAS PROFUNDAS
 A profundidades de 3.500 m los sedimentos carbonáticos están compuestos por tecas de foraminíferos,
moluscos, algunas formas bentónicas y cocolitos cementados por micrita calcítica (baja en Mg). Puede aparecer
perforaciones e impregnaciones de fosfato y de óxidos de Mn.
 Los bioclastos aragoníticos han sido disueltos y la calcita-Mg ha perdido su Mg.
DISOLUCIÓN MARINA
 La disolución de los granos carbonáticos suele ocurrir en aguas someras de altas latitudes.
 El estado de saturación en CaCO3 del agua de mar decrece con temperaturas decrecientes y también con la
profundidad (hasta la CCD).
 Las aguas marinas de bajas latitudes están sobresaturadas en calcita pero no en aragonita y calcita-Mg.
 En el Mesozoico es frecuente la disolución de las conchillas de
aragonita (de cefalópodos) y en los sedimentos pelágicos de
aguas profundas.
DIAGÉNESIS MARINA EN ROCAS CARBONÁTICAS ANTIGUAS
Caracteres diagnósticos:
 Son de primera generación,
 Forman empalizadas isopáquicas alrededor de granos y en las
paredes de huecos.
 Son de naturaleza fibrosa
 Están cortados por tubos productos de organismos
perforantes rellenos por micrita y fragmentos esqueletales.
 Están asociados y en contacto con sedimentos internos
 Los cristales no son ferrosos y no son luminiscentes.
 El espacio poral residual está relleno por calcita espática.
EL TIEMPO GEOLÓGICO Y LOS PRECIPITADOS CARBONÁTICOS MARINOS
DOLOMITIZACIÓN
 Es el proceso de alteración de los carbonatos cálcicos en dolomita (Ca,Mg)(CO3)2.
 Este carbonato puede formarse cerca de la superficie por acción directa del agua de mar y por soterramiento
profundo (generalmente formador de dolomita ferrosa o ankerita)
 Hay muchos modelos de dolomitización que aún son calurosamente debatidos.
 El proceso inverso se conoce como dedolomitización.
 Es también corriente que ocurran episodios de silicificación de variable extensión.
 En todos estos casos se obliteran las texturas originales.
Las dolomías son en su totalidad un producto diagenético y sus texturas muestran una recristalización
generalizada.
DOLOMITIZACIÓN EN LA ZONA DE MEZCLA DE AGUA DULCE Y MARINA
DOLOMÍAS AL MICROSCOPIO
DEDOLOMITIZACIÓN
BIBLIOGRAFÍA
Montgomery y Selley 1984
Longman 1980
Given y Wilkinson 1985
Sanberg 1983