Curso Geología General I Prácticos Nº 7 y 8 Rocas Sedimentarias

Curso Geología General I
Prácticos Nº 7 y 8
Rocas Sedimentarias
Objetivo
Describir ordenada y sistemáticamente los sedimentos y rocas sedimentarias
provenientes de muestras de afloramientos o de perforaciones, y luego clasificarlas
adecuadamente.
Introducción
Los sedimentos y rocas sedimentarias resultan del producto de la
meteorización y erosión de las rocas preexistentes, que al ser transportadas por
diferentes agentes, se depositan en un área negativa de la corteza terrestre o
cuenca. El material que integra dicho depósito (sedimento) al consolidarse genera
una roca sedimentaria. La consolidación de una roca supone la actuación de los
procesos diagenéticos.
Los minerales constituyentes de la roca pueden ser alogénicos; es decir, los
que permanecen inalterados de la roca original, y/o autigénicos, que son aquellos
que se forman en el sedimento genéticamente asociados con los procesos
diagenéticos.
Las rocas sedimentarias se clasifican, en función de sus constituyentes, en:
rocas detríticas o clásticas (más del 50% de clastos) y no clásticas (menos del
50% de clastos). Estas últimas a su vez pueden subdividirse en: químicas y
organógenas.
1) Rocas sedimentarias clásticas
Los elementos constituyentes de una roca clástica son:
CLASTOS: Fragmentos de distintos tamaños formados por la desintegración física,
o alteración química y/o biológica de otras rocas. Se pueden separar dos
poblaciones en relación a su tamaño:
a) esqueleto – población de mayor tamaño,
b) matriz – población de menor tamaño.
CEMENTO: Sustancia mineral precipitada de soluciones, que se encuentra en los
poros vacíos y actúa como ligante de los clastos, confiriéndole el grado de
consolidación. Existen diferentes tipos de cemento:




Silíceos (cuarzo, calcedonia, ópalo)
Óxidos e Hidróxidos de hierro (hematita, limonita)
Sulfatos (anhidrita, yeso)
Carbonatos (calcita, dolomita)
POROS: Son los espacios intersticiales entre los clastos, que están vacíos. Se
definen como el volumen de espacios vacíos en el volumen total de la roca.
Porosidad = volumen de espacios vacíos x 100
volumen total de la roca
Pasos para describir una roca sedimentaria clástica:
1) Número de la muestra.
2) Granulometría (usando comparadores visuales).
3) Grado de Selección (usando comparadores visuales): En función de la
homogeneidad existente en el tamaño de los granos encontrados en la roca,
se puede decir que la roca está: Bien seleccionada – cuando todos sus
granos posean el mismo tamaño; Moderadamente seleccionada – cuando
posee más de un tamaño de grano, pero la diferencia no es muy
pronunciada; Mal seleccionada – cuando posee más de un tamaño de grano
y la diferencia es muy pronunciada.
4) Color de la roca
5) Grado de Consolidación: Suelto – se escapa entre los dedos; Friable – se
puede romper con las manos; Consolidado – no se puede romper con las
manos pero sí con un leve toque de piqueta; Muy consolidado – lo podemos
romper solamente con unos buenos golpes de piqueta.
6) Morfometría: Es el estudio de la forma de los clastos. Los parámetros que
se utilizan (usando comparadores visuales) son: Redondez – es la agudeza
relativa de las aristas o vértices del clasto, y va desde anguloso a bien
redondeado; Esfericidad – es la asimilación del clasto con una esfera o un
cubo; o sea, un clasto tendrá alta esfericidad cuando se parezca a una esfera
y tendrá baja esfericidad cuando se parezca a un cilindro, un disco o un
elipsoide.
7) Composición Mineralógica: Es determinar la composición mineralógica de
los clastos constituyentes de las diferentes fracciones granulométricas.
8) Esqueleto: Describir tamaño, color, composición, grado angulosidadredondez.
9) Matriz: Describir tamaño, color, composición, grado angulosidad-redondez.
10) Cemento: Determinar composición.
11) Estructuras Sedimentarias: Son producto del ordenamiento espacial de
los elementos texturales (tamaño, morfometría, porosidad, etc.). Se
distinguirán entre estratificadas y macizas.
12) Presencia de fósiles: Indicar grado de preservación y orientación
preferencial.
2) Rocas sedimentarias no clásticas
* Las rocas sedimentarias químicas son el resultado de la precipitación
química de sustancias disueltas en agua e incluyen una variedad de tipos de rocas
como:
Rocas Carbonáticas: rocas compuestas principalmente por calcita (CaCO3)
o dolomita (CaMg(CO3)2). De hecho, gran parte de ellas constan casi
exclusivamente de calcita, denominándose la roca caliza, o de dolomita,
denominándose la roca dolomía. Cuando existen ambos minerales la roca puede
denominarse caliza dolomítica (calcita > dolomita) o dolomía calcítica o calcárea
(calcita < dolomita).
Rocas Silíceas: rocas de grano muy fino, densas, muy duras, compuestas
predominantemente por SiO2 (cuarzo, calcedonia y ópalo). La mayoría contiene
cantidades menores de impurezas tales como minerales de arcilla, hematita, calcita,
dolomita y materia orgánica. La variedad más común es el chert.
Rocas ferruginosas: rocas que poseen más de 15% de Fe, formadas por
precipitación de minerales de Fe.
Fosforitas: rocas cuyo contenido en P2O5 es superior al 15%. Están
compuestas por variedades del mineral apatito (fluorapatito, clorapatito e
hidroxiapatito).
Evaporitas: rocas formadas por precipitación de sales al evaporarse el agua
en que estaban disueltas. Están compuestas esencialmente por yeso, anhidrita y
halita. Sin embargo, entre los minerales comunes se encuentran cloruros (silvita y
carnalita), sulfatos, carbonatos, boratos y nitratos.
* Las rocas sedimentarias organógenas se forman por la acumulación de
restos de seres vivos y se dividen en: a) rocas compuestas por partes mineralizadas
de los seres vivos, y b) rocas compuestas por la propia materia orgánica.
a) Las rocas organógenas que resultan de la aglomeración de las partes
mineralizadas de los organismos (conchillas y exoesqueleto) se clasifican, de
acuerdo a su composición, en: carbonatadas y silíceas.
a.1.) Carbonatadas:
 Creta: roca calcárea de grano muy fino, de color blanco o gris, formada
principalmente por caparazones de foraminíferos.
 Calizas arrecifales: rocas formadas por colonias de organismos. Se
denominan de diferentes formas dependiendo del tipo de organismo: calizas
coralinas, calizas algales (estromatolitos).
 Lumaquelas (coquina): rocas compuestas por conchillas de moluscos y
braquiopodos.
a.2.) Silíceas:
 Radiolaritas: rocas compuestas por esqueletos de radiolários.
 Diatomitas: rocas sedimentarias silíceas formadas por la acumulación de
caparazones de diatomeas, que son algas que secretan un esqueleto
compuesto por sílice amorfa.
 Espongiolitas: rocas que resultan de la acumulación de espículas de
esponjas.
b) Entre las rocas organógenas compuestas por la propia materia orgánica, más o
menos modificada por la acción de determinadas bacterias anaerobias, se
encuentran los carbones y las lutitas pirobituminosas.
b.1) Los carbones están constituidos por materia orgánica combustible
mezclada con distintas proporciones de materiales silicoclásticos (impurezas).
Resultan de la transformación de restos vegetales acumulados en el fondo de
pantanos, lagunas o deltas fluviales, mediante la acción de bacterias anaerobias,
que provocan la descomposición de los hidratos de carbono y el enriquecimiento
progresivo en carbono.
Los principales tipos de carbones, ordenados de menor a mayor contenido en
carbono, son:
Turba (50 – 60 % de C). No es exactamente un carbón, sino una
acumulación de materia orgánica vegetal descompuesta, que representa la primera
etapa de la formación de los carbones.
Lignito (60 – 75 % de C). Es un carbón de color marrón oscuro, formado por
materia leñosa embebida en materia blanda vegetal descompuesta, con un elevado
contenido de humedad. Puede sufrir combustión espontánea.
Hulla (75 – 90 % de C). Es un carbón de color negro, denso y muy frágil.
Contiene menor cantidad de volátiles y de humedad que el lignito y mayor contenido
de C. La materia orgánica no se puede observar a simple vista.
Antracita (> 90% de C). Es el carbón con mayor grado de diagénesis. Es
totalmente negro, muy brillante, frágil, y posee fractura concoide. Arde muy
lentamente, con una llama azul pequeña, no desprende humo, no contiene sulfuro, y
es el carbón de mayor poder calorífico.
b.2) Las lutitas pirobituminosas son rocas sedimentarias de granulometría
muy fina que contienen cantidades significativas de kerógeno (mezcla sólida de
compuestos químicos orgánicos) del cual se pueden extraer hidrocarburos mediante
calentamiento a unos 350°C (destilación).
Estas rocas se producen en ambientales lacustres, albuferas, pantanos y
mares someros, donde existe una elevada productividad orgánica (crecimiento
algal). La generación de estas rocas es favorecida por la ausencia o escasa
circulación y estratificación de las aguas por densidad, con desarrollo de ambientes
anóxicos en el fondo y oxigenados en la superficie.
La materia orgánica acumulada sufre transformaciones diagenéticas por
degradación química y bioquímica y se forma bitumen (20%) y kerógeno (80%). El
bitumen es la porción de la materia orgánica contenida en la roca, que es soluble en
solventes orgánicos mientras que el kerógeno corresponde a la materia orgánica
insoluble en solventes orgánicos y se compone de restos de algas, esporas, granos
de polen, resinas y ceras.
Guía Práctica para la descripción de Rocas Sedimentarias Clásticas
Nombre:…………………………………………………………………………..
a) Tamaño de clastos
o partículas (%)
Grava gruesa
Grava fina/mediana
Arena
Limo
Arcilla
mm
mm
>
<
64
2
1/16
1/256
256
64
2
1/16
1/256
c) Grado de Consolidación
b) Selección
Mala
Pobre
Moderada
Buena
Muy buena
d) Color ___________
Suelto(*)
Friable
Consolidado
Muy consolidado
(*) se utiliza en la descripción de sedimentos, NO de rocas
e) Morfología de los clastos
Muy redondeados
Redondeados
Subredondeados
Subangulosos
Angulosos
Muy angulosos
f) Empaquetamiento
Clasto – sostén
Matriz – sostén
g) Composición de los clastos (%)
Cuarzo
Feldespato
Fragmentos líticos
h) Tipo de Cemento
Carbonato
Sílice
Óxidos
Otros
i) Tipo de Matriz
Arena
Limo
Arcilla
% de matriz
Menos del 15%
Más del 15%
OBSERVACIONES:
…………………………………………………………………….........................................
………………………………………………………………………………………................
DESCRIPCIÓN: ………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………................
………………………………………………………………………………………................
………………………………………………………………………………………................
………………………………………………………………………………………................
Muestra: …………………….
Anexo I: Rocas Sedimentarias Clásticas
Componentes de las Rocas Sedimentarias Clásticas
Textura:
Los elementos que definen el patrón textural de las rocas detríticas son: el
tamaño de grano, la selección, la morfología de los clastos y el empaquetamiento de
los mismos.
a) Tamaño de grano:
Las rocas detríticas se clasifican en función del tamaño de los clastos (o
partículas) que las forman en:

 Conglomerados: Rocas constituidas por clastos con diámetro superior a 2
mm (Psefitas). Si los clastos están redondeados (a subredondeados) la roca
se denomina conglomerado; si mayormente son angulosos, recibe el
nombre de brecha.

 Areniscas: Rocas constituidas por clastos de tamaño entre 2 mm y 1/16
mm (Psamitas). Se subdividen conforme al porcentaje de matriz sobre clastos
presente en: arenitas (matriz < 15%) y grauvacas o wackes (matriz > 15%).
Ver clasificación de Dott (1964).

 Limolitas: Rocas constituidas por partículas con tamaño entre 1/16 mm y
1/256 mm.

 Arcillitas: Rocas constituidas por partículas de tamaño inferior a 1/256 mm.
a) Tamaño de clastos y/o partículas
CONGLOMERADOS
O
PSEFITAS
ARENISCAS
O
PSAMITAS
PELITAS
ARCILLITAS LIMOLITAS
ROCA
SEDIMENTARIA
SEDIMENTO
Clasificación Granulométrica de Rocas Clásticas de Udden & Wentworth
(1922).
b) Grado de Selección
c) Morfología
B
C
D
E
F
Alta esfericidad
Baja esfericidad
A
A) muy redondeados, B) redondeados, C) subredondeados, D) subangulosos,
E) angulosos, F) muy angulosos (modificado de Nichols, 2009).
d) Empaquetamiento
El espacio entre clastos puede estar ocupado por cemento (calcáreo, silíceo,
etc.) o por material detrítico menor a 30 micras (matriz). El empaquetamiento se
describe en función del porcentaje de matriz frente al de clastos, observando si la
roca presenta una textura clasto-sostenida o matriz-sostenida.
Clasto sostén
Matriz sostén
Diagramas de Clasificación de Rocas:
1) Psefitas
2) Psamitas
3) Pelitas
1)
Clasificación de arena y grava (Willman, 1942)
Clasificación de Psefitas basada en la matriz, composición de los clastos y
fábrica (Limarino et al, 1996).
2)
Esquema simplificado de Clasificación
de Dott (1964).
Clasificación de Areniscas según Dott (1964) y FolK (1968, 1970)
3)
ROCAS ARCILLOSAS
(con fracción arcilla dominante)
ROCAS LIMOSAS
(con fracción limo dominante)
(1) Generalmente homogénea y sin clastos; a menudo con micas.
(2) Generalmente muy homogéneos; frecuentemente calcáreos.
(3) En general muy compactas.
(4) Generalmente bastante arcillosas, con fracciones gruesas dispersas sin orientación.
Anexo II: Rocas Sedimentarias No Clásticas
Chert (Roca silícea)
Bifs – Formaciones de hierro bandeado (Roca ferruginosa)
Evaporita
Caliza arrecifal
Coquina
CAMBIOS EN LA SERIE DEL CARBÓN
TURBA
LIGNITO
HULLA
ANTRACITA
Turba
Lignito
Hulla
Antracita
Lutita pirobituminosa