Rocas Carbonáticas - Facultad de Ciencias Naturales y Museo

ROCAS
CARBONÁTICAS
ÁT
Drs. Luis A. Spalletti y Ernesto Schwarz
Cátedra de Sedimentología, Facultad de Ciencias Naturales y Museo,
Universidad Nacional de La Plata. 2010.
Clásicamente conocidas como calizas (rocas para la
fabricación de la cal)
cal), los sedimentos y sedimentitas
constituidas por el anión carbonato tienen gran importancia
importancia,,
no sólo p
por su frecuencia en el registro
g
geológico,
ggeológico
g , sino p
por su
valor aplicado y por su interés científico
científico..
El desarrollo de los depósitos carbonáticos está ligado en
forma muy estrecha con la vida sobre la Tierra. De esta
forma los cambios evolutivos y las extinciones han
forma,
producido variaciones en las características de los depósitos
carbonáticos y en su distribución en los ambientes
sedimentarios
sedimentarios.
di
i .
RELACIÓN ENTRE LA GENERACIÓN
DE ROCAS CARBONÁTICAS Y LA VIDA
El tiempo, la evolución y las rocas carbonáticas
COMPONENTES DE LAS ROCAS CARBONÁTICAS.
ELEMENTOS QUÍMICOS ESENCIALES Y
MINERALES CONSTITUTIVOS
Los principales minerales que constituyen las rocas carbonáticas son:
9 ARAGONITA (CaCO3): rómbico,
rómbico, biáxico negativo,
negativo, carece de clivaje romboédrico,
romboédrico,
índices de refracción relativamente altos.
9 CALCITA (Ca CO3): hexagonal (romboédrico
(romboédrico),
), uniáxico negativo,
negativo, tiene menos
birrefringencia que otros minerales romboédricos,
romboédricos, maclas polisintéticas paralelas a la
diagonal
g
mayor.
y CALCITA MAGNESIANA ((CaCO3,, con 4 a 19 moles % de
MgCO3).
9 DOLOMITA [Ca (Mg, Fe) (CO3)2]: hexagonal, de tendencia euedral
euedral,,
frecuentemente zonal,, p
puede p
presentar tinción con óxidos de hierro
hierro,, índices de
refracción mayores que la calcita.
calcita. Maclado polisintético paralelo a las diagonales
mayores y menores de los rombos cristalinos
cristalinos..
9 SIDERITA ((FeCO3):
) hexagonal,
g
, coloración amarilla castaña a castaña,
castaña, con índices
de refracción muy altos.
ELEMENTOS QUÍMICOS ACCESORIOS
En la calcita pueden aparecer variables contenidos de Mg, Fe y Mn.
En la aragonita son más comunes Pb, Ba y Sr, aunque estos elementos también se
encuentran en la
l calcita
l i (*)
(*).
Otro componente que puede llegar a tenores importantes (superiores al 10%) es la
materia
t i orgánica
á i descompuesta,
d
t preservada
d en las
l rocas típicas
tí i de
d ambientes
bi t anóxicos.
ó i
Los carbonatos pueden tener contenidos variables de componentes silicoclásticos de
diversa granulometría.
granulometría También pueden identificarse en ellos procesos diagenéticos de
silicificación.
((*)) El Sr se encuentra en proporciones de alrededor de 11.200
200 ppm en la calcita
calcita,
mientras que su contenido asciende ha niveles entre 8.000 y 10.000 ppm en la
aragonita. Las composición primitiva de rocas originariamente aragoníticas que en la
actualidad están constituidas por calcita puede ser reconocida por los tenores
elevados de Sr.
ISÓTOPOS DEL OXÍGENO Y
CARBONO EN CARBONATOS
Los valores más negativos
tienden a aparecer en las rocas
formadas en aguas dulces. Los
de δ18O tienden a decrecer con el
aumento en la edad de las rocas
(intercambio isotópico durante
la diagénesis).
g
)
CONTROLES SOBRE LA FORMACIÓN
DE LOS SEDIMENTOS Y
SEDIMENTITAS CARBONÁTICOS
9
9
9
9
9
9
Organismos
Geoquímica de las aguas
pH
Disponibilidad de CO2
Temperatura (clima)
P f did d
Profundidad
CONTROLOES EN PRECIPITACIÓN
INORGÁNICA
IN
ORGÁNICA DE CaCO3
Factor
Dirección de
cambio
Efecto directo
Efecto en Solubilidad de
CaCO3*
Temperatura
Aumento
Pérdida de CO2,
Incremento de pH
Disminución
Presión
Disminución
Pérdida de CO2,
CO2
Incremento de pH
Disminución
Salinidad
Disminución
Disminución en
Disminución
actividad de cationes
extraños (e.g.
(e.g. Mg+2)
* Una disminución en la solubilidad de CaCO3 significa un incremento en la tendencia a
precipitar del mismo
mismo..
EFECTO DE ACTIVIDAD ORGÁNICA
EN PRECIPITACIÓ
PRECIPITACIÓN DE CaCO3
La precipitación de minerales desde el agua de mar involucra procesos
esencialmente
i l
t químicos,
í i
pero estos
t procesos químicos
í i
pueden
d ser
“ayudados” de varias maneras posibles por organismos
Procesos bioquímicos más importantes
Mecanismo
Acció
Acción directa
Efecto final
Extracción
Extracció
directa
Promueve el crecimiento de
exoesqueleto
Genera fragmentos esqueletales desde limo a
grava luego de muerto el organismo
Extracción
Extracció
directa
Elementos ligantes de
tejidos (e.g.
(e g algas
algas))
Forma fango carbonático ((micrita
micrita))
Actividad
bacteriana
Promueve precipitación de
CaC03
Promueve precipitación de micrita, genera
peloides, matas algales
F
Fotosíntesis
í
i
Pé did de
Pérdida
d CO2,
CO2
Incremento de pH
P
Promueve
precipitación
i i ió inorgánica
i
á i
EJEMPLOS DE ACTIVIDAD ORGÁNICA
EN PRECIPITACIÓ
PRECIPITACIÓN DE CaCO3
Exoesqueletos carbonaticos
Halimeda (alga verde)
Actividad algal - Estromatolitos actuales
Dinoflagelados - fotosíntesis
LOS ORGANISMOS Y LA FIJACIÓN DE
MINERALES CARBONÁTICOS
Á
Tomado de Boggs (2006)
COMPOSICIÓN DOMINANTE vs.
PERIODOS GEOLÓGICOS
Tomado de Boggs (2006)
A lo largo del tiempo geológico han existido periodos en los cuales predominaba la
precipitación de Aragonita + Calcita Magnesiana en los océanos, y otros en donde
predominaba globalmente la precipitación de Calcita (de bajo Magnesio).
ESCALA DE SOLUBILIDAD
DECRECIENTE DE COMPONENTES
CARBONÁTICOS
Á
9
9
9
9
9
Calcita altamente magnesiana (> 12 Mol % MgCO3)
A
Aragonita
it
Calcita magnesiana (< 12 Mol % MgCO3)
Calcita (< 4 Mol % MgCO3)
Dolomita
LA COMPOSICIÓN MINERALÓGICA Y
LA EDAD DE LAS ROCAS
CARBONÁTICAS
En estrecha relación con la solubilidad que poseen los principales
componentes carbonáticos, se pueden apreciar tendencias a cambios
mineralógicos con el tiempo geológico.
geológico
Las rocas carbonáticas qque preservan
p
los componentes
p
más solubles
(calcita altamente magnesiana, aragonita) son únicamente las muy
jóvenes. Por el contrario, rocas carbonáticas del Precámbrico se
caracterizan por composiciones dolomíticas y calcíticas.
calcíticas
Límite o profundidad de compensación (CCD). Relación
entre profundidad y procesos de disolución.
Los cambios en el pH con la profundidad.
Concepto de lisoclina. Las curvas de calcita y de
aragonita.
aragonita
El futuro en crisis de los carbonatos
La acidificación de los mares por acción antrópica
PROCESOS FORMADORES DE LOS
DEPÓSITOS CARBONÁTICOS
Precipitación:
bioquímica
q
química
í i
metasomática
Redistribución: intervención de procesos mecánicos o de
retrabajamiento
PRODUCCIÓN Y DISTRIBUCIÓN
DE LOS CARBONATOS
Principales controles:
1) La importancia del déficit en los aportes silicoclásticos para
la ggeneración de volúmenes importantes
p
de rocas carbonáticas
(cuencas subalimentadas). Concepto de “DILUCIÓN
CARBONÁTICA”.
2) La productividad orgánica (fragmentos “esqueletales” y
productos del ciclo vital).
vital)
CONDICIONANTES DE LA
PRODUCTIVIDAD EN LOS
AMBIENTES
MBIENTES MARINOS
M RINOS
Temperatura
Insolación (penetración de la luz)
Recirculación de nutrientes
Otros:
Ot
Salinidad
Balance de CO2
Régimen de corrientes
Naturaleza del sustrato
T bid d
Turbidez
de llas aguas
AMBIENTES EN LOS QUE SE PRODUCE LA
ACUMULACIÓN DE SEDIMENTOS
CARBONÁTICOS
C
BON
COS
Continentales: lagos,
lagos suelos,
s elos ambiente espélico.
espélico
Marinos y marinos marginales (incluidas albuferas,
albuferas
planicies mareales, bahías, etc.).
Importancia de la situación geográfica:
La influencia de la latitud.
La influencia de la profundidad.
CARÁCTER INTRACUENCAL DE LOS
SEDIMENTOS CARBONÁTICOS
A diferencia de los sedimentos y sedimentitas silicoclásticos,
las rocas carbonáticas son esencialmente intracuencales.
Sus constituyentes alotígenos son no terrígenos, se han
originado en el interior de las cuencas sedimentarias
sedimentarias,, ámbitos
en los que han sufrido procesos de removilización
removilización..
PECULIARIDADES DE LAS ROCAS
CARBONÁTICAS
DIFERENCIAS CON LOS SEDIMENTOS
SILICOCLÁSTICOS
ROCAS CARBONÁTICAS
ROCAS SILICOCLÁSTICAS
Intracuencales
Extracuencales
En equilibrio químico
En desequilibrio químico
Compuestos por pocos minerales
Composición múltiple
Mayor
y susceptibilidad
p
a
los cambios diagenéticos
Menor susceptibilidad
p
a los
cambios diagenéticos
En continuo cambio precipitaciónprecipitacióndisolución El grado de porosidad
disolución.
es un fenómeno transitorio.
COMPONENTES DE LAS ROCAS
p
de Folk.
CARBONÁTICAS. Conceptos
COMPONENTES INTRACUENCALES
Componentes autígenos o autóctonos (acumulados in situ)
Por p
precipitación
p
qquímica o metasomática (ortoquímicos
ortoquímicos)
q
)
La clasificación por el tamaño cristalino
La macroesparita
La esparita
La subesparita
Conceptos de granoesparita y poiquiesparita.
poiquiesparita.
Por concentración bioquímica.
Los componentes “esqueletales” y los productos de la actividad orgánica.
Componentes alotígenos (reelaborados)
Esqueletales:: desde parcialmente removilizados (para
Esqueletales
(para--autóctonos) a removilizados,
removilizados,
desarticulados y fragmentados
No esqueletales:
q
Ooides
Peloides (incluye pellets)
Intraclastos y agregados
Fango carbonático. La micrita.
micrita.
COMPONENTES EXTRACUENCALES
Calcilitos y calcilitita
calcilitita..
PRINCIPALES TIPOS DE
CARBONATOS ESPARÍTICOS (SPAR)
T k (2003)
Tucker
PRINCIPALES TIPOS DE
CARBONATOS ESPARÍTICOS (SPAR)
Clasificación granulométrica
• Macroesparita > 2 mm
• Esparita
p
2- 0.062 mm
• Subesparita < 0.062 mm
Clasificación según relación de
componentes
• Granoesparita
Granoesparita:: cristales ecuantes entre
granos
• Poiquiesparita
Poiquiesparita:: cristales de dimensiones
grandes englobando a varios granos
Tucker (2003)
OOIDES
Tucker (2003)
Ooides antiguos
Ooides actuales (Bahamas)
OOIDES
PELOIDES - INTRACLASTOS
PELOIDES: Partículas de forma variable,
pero formados por carbonato microcristalino
y sin estructura interna
INTRACLASTOS: sedimentos carbonáticos
parcialmente litificados o fragmentos
carbonáticos de rocas previas
I
I
tomada de Adams et al, 1997
FRAGMENTOS ESQUELETALES FÓSILES
G
O
B
T k 1991
Tucker,
G y B: fragmentos de
gasterópodos y bivalvos
con cemento esparítico.
O: ostra con estructura
calcítica original
FRAGMENTOS ESQUELETALES FÓSILES
Ei
Tucker, 1991
Ep
F
Placa y espina de equinodermo
G
Restos de equinodermos,
equinodermos briozoarios
(B) y forminíferos (F) con nódulos de
glauconita (G).
B
FRAGMENTOS ESQUELETALES FÓSILES
Restos fragmentarios de equinodermos,
briozoos y pelecípodos muy desintegrados.
Restos de briozoos, espinas de
equinodermos, forminíferos y
fragmentos de bivalvos. Parcial
glauconitización.
ASOCIACIONES CARBONÁTICAS MARINAS,
FUNDADAS EN LOS ORGANISMOS
GENERADORES
Clorozoa: aguas cálidas, caracterizada por corales hermatípicos y algas
Clorozoa:
verdes
rd s calcáreas.
l ár s O
Ooides
id s y/o
/ p
peloides
l id s p
pueden
d n estar
st r pr
presentes.
s nt s
Sub--asociación cloralgal:
Sub
cloralgal: con algas y sin corales, refleja
incremento de salinidad, ambientes más restringidos (marinos
marginales).
Foramol: aguas templadas
Foramol:
templadas, con moluscos
moluscos, briozoos
briozoos, foraminíferos
bentónicos y algas rojas calcáreas (también participan equinodermos,
ostrácodos y esponjas). Peloides pueden estar presentes.
ESTRUCTURAS DE LAS
ROCAS CARBONÁTICAS
En las rocas carbonáticas pueden reconocerse muchas de las estructuras (mecánicas y
biogénicas) típicas de las rocas silicoclásticas.
Óndulas modeladas en ooides
(Bahamas)
Estratificación entrecruzada en caliza
ESTRUCTURAS TÍPICAS DE
ROCAS CARBONÁTICAS
Ejemplos de estructuras típicas :
1) Estromatactis:
Estromatactis: huecos subhorizontales
con distribución irregular,
irregular comunes en
micritas,, de tamaño milimétrico a
micritas
centimétrico,, de fondo plano y techo
centimétrico
convexo, con relleno de calcita esparítica
esparítica..
2) Estructura birdseye: similar a la
anterior, pero de menor dimensión ( 1 a 3
mm) desde esférica y oval a irregular
mm),
irregular.
3) Geopetal:
Geopetal: estructura de relleno parcial
con micrita
i i de
d cavidades,
cavidades
id d , común
ú en
fósiles.. Permite la determinación de la
fósiles
base y techo de los estratos
estratos..
Relleno interno
ESTRUCTURAS CARACTERÍSTICAS DE
LAS ROCAS CARBONÁTICAS (II)
4) Estructura tepee:
tepee: de V invertida.
invertida. Son antiformas que se generan en sustratos
carbonáticos
b
d
duros
a causa de
d la
l expansión causada
d por la
l cementación o por ell relleno
ll
d
de
fracturas con sedimento o con cemento
cemento..
5) Estilolitas
Estilolitas:: planos suturales o microsuturales (microestilolitas)
microestilolitas) generados en ambiente
mesogenético por disolución bajo presión de carga o presión stress.
6) Estructura biosedimentaria criptalgal
criptalgal:: generada por el soldamiento y precipitación
de carbonatos a través de algas verde azuladas (cianobacterias
cianobacterias)) y bacterias
bacterias..
LOS ESTROMATOLITOS
“ESTRUCTURAS ALGALES”
Son estructuras microbiales (microbialitas)
microbialitas) producidas
esencialmente por la actividad de cianobacterias
Logan et al. (1964)
LOS ESTROMATOLITOS
“ESTRUCTURAS ALGALES”
Comparaciones de Hoffman
Estromatolitos actuales, Shark
Bay, Australia
Estromatolitos del Precámbrico
CLASIFICACIÓN DE LAS
ROCAS CARBONÁTICAS
LOS CONCEPTOS CLÁSICOS EN
SISTEMÁTICA
Á
CARBONÁTICAS AUTÓCTONAS
BIOGÉNICAS
QUÍMICAS
METASOMÁTICAS
CARBONÁTICAS ALÓCTONAS
CALCIRUDITAS
CALCIPSA ITAS (CLÁSICAMENTE
CALCIPSAMITAS
(CLÁSICA
T CALCAR
CALCARENITAS)
ITAS)
CALCIPELITAS
CLASIFICACIÓN TEXTURAL
CLASIFICACIÓN PETROGRÁFICA
((FOLK,, 1959))
Fundamento: empleo de todos los componentes que participan en la roca
Fundamento:
y que aparecen en proporción superior al 1 %.
Procedimiento:
Procedimiento:
1) Determinar la moda petrográfica, sobre la base de los componentes definidos por
Folk.
2) Ordenar a los componentes en orden porcentual decreciente.
3) Aplicar la denominación con el empleo de sustantivos, prefijos, sufijos y
calificativos.
4) Sugerencias: anteponer el prefijo oligo antes de todos los componentes que
aparezcan en proporciones menores al 25%.
5) En el caso de sedimentitas con dolomita emplear el prefijo dolo para aquéllas que
posean más del 50% de dicho mineral y el calificativo dolomítico para las que lo
t
tengan
entre
t 50 y 10%.
10%
6) Tipos especiales de Folk:
Dismicrita:: micrita fenestral o micrita esparítica o subesparítica
Dismicrita
subesparítica..
Biolitita:: carbonatos biogénicos bioconstruidos (build ups
Biolitita
ups)),
ups),
) entre los que se
reconocen biohermitas y biostromitas
biostromitas..
Calcilitita:: carbonatos terrígenos, constituidos esencialmente por calcilitos.
Calcilitita
calcilitos.
EJEMPLOS DE DENOMINACIONES DE FOLK
70% ooides y 30% esparita: ooesparita
70 % esparita y 30% de ooides: esparita oolítica
80% fragmentos esqueletales y 20% micrita: bio
bio--oligomicrita
60% pellets, 30 % esparita y 10% micrita: pelesparita oligomicrítica.
oligomicrítica.
55% dolomitadolomita
d l it -esparita,
it 30% intraclastos
i t l t y 15 % pellets:
ll t doloesparita
d l
it
intra--oligopelletal.
intra
oligopelletal.
CLASIFICACIÓN DE DUNHAM
(basada en textura)
CLASIFICACIÓN DE DUNHAM
EJEMPLOS
PROBLEMAS DE LA
CLASIFICACIÓN DE DUNHAM
El uso de vocablos en inglés.
La indefinición granulométrica de los tipos detríticos.
LOS APORTES DE EMBRY Y KLOVAN
En lo referente a granulometría:
Floatstone Rudstone
CALCIPSAMITAS
CALCIRUDITAS
textura fango soportada
Wackestone
Floatstone
textura grano soportada
Packstone-Grainstone
Rudstone
En la discriminación de ssubtipos
btipos para el bo
boundstone:
ndstone:
Bafflestone (deflectolita): los organismos sésiles actúan
como pantallas que atenúan los efectos de las corrientes y
favorecen la decantación de fango carbonático.
Bindstone: cuerpo tabular, laminar constituido por restos
de organismos que han sido unidos por la acción de
incrustantes. Stromatolitic boundstone: carbonato
típico
í i estromatolítico.
lí i
Framestone: los organismos constituyen un cuerpo rígido
por crecimiento colonial y en simbiosis.
CLASIFICACIÓN DE DUNHAM
MODIFICADA
AMBIENTES DE
ACUMULACION
CARBONÁTICOS
LAS MÁS TÍPICAS BIOCONSTRUCCIONES
CA O ÁT CAS
CARBONÁTICAS
BIOHERMAS O BUILD
BUILD--UPS
TIPOS DE
ARRECIFES
Tucker (2003)
EJEMPLOS DE ATOLONES
Atolón Addu Maldivas sur
Bora Bora
EJEMPLOS DE BARRERAS ARRECIFALES
Gr n B
Gran
Barrera
rr r
(NE Australia)
MODELOS CLÁSICOS DE DEPOSITACIÓN
PARA LOS CARBONATOS DE AMBIENTES
MARINOS Y CON INFLUENCIA MARINA
(TRANSICIONALES)
RAMPAS CARBONÁTICAS
PLATAFORMAS-TALUDES
PLATAFORMASCARBONÁTICOS
PLATAFORMAS AISLADAS (TIPO
ATOLÓN)
RAMPA
Rampa
p interna
Albufera (build-ups)
Rampa externa
Mud mound
PLATAFORMA
Planicie mareal
Albufera
Barras
B
esqueletales
“patch reef”
Barrera
arrecifal
Frente
arrecifal
PLATAFORMAS AISLADA Arrecife,
A if barras
b
Continente
esqueletales y/o oolíticas
modificado de Boggs (2006)
DISTRIBUCION DE FACIES EN LOS
DIFERENTES AMBIENTES
MODELO GENERAL DE FACIES
CARBONÁTICAS DE WILSON ((1975))
CARBONATOS LACUSTES
EJEMPLO DEL LAGO TANGANYKA
El lago más largo del mundo
Cohen & Thouin (1987)
EL CALICHE, CALCRETO O TOSCA
Carbonatos típicos de regiones continentales con precipitaciones entre 200 y 600 mm
q la evaporación
p
excede a la precipitación.
p p
anuales y en las que
Por lo común aparecen en las planicies de inundación fluviales, aunque también se
interestratifican con sedimentos eólicos y coluviales.
Son carbonatos pedogenéticos (representan horizontes iluviales de suelos, por
circulación vertical en la zona vadosa) hasta freáticos de agua dulce, que pueden
aparecer como nódulos
ód l ((muñecos)
ñ
) o como duricostras.
d i
Los
L hay
h masivos,
i
laminados
l i d
y pisolíticos.
P d aparecer bioturbados
Pueden
bi t b d con túbulos
túb l que representan
t rellenos
ll
de
d raicillas.
i ill
También hay septos micríticos producidos calcificación de filamentos de hongos.
La textura del carbonato es de grano fino (subesparita hasta dismicrita).
dismicrita)
EL CALICHE
CALICHE,
CALCRETO O
TOSCA
DIAGÉNESIS DE LAS ROCAS
CARBONATADAS
ESTADOS DIAGENÉTICOS
(James & Choquette,
(J
q
1983))
EOGENÉTICO
MESOGENÉTICO
É
TELOGENÉTICO
EOGÉNESIS: diagénesis temprana, producida en el
EOGÉNESIS:
ambiente depositacional.
MESOGÉNESIS: ocurre en la zona de soterramiento en
MESOGÉNESIS:
la que se produce incremento de temperatura,
temperatura presión
litostática y cambios marcados en la composición de las
aguas porales.
TELOGÉNESIS: diagénesis que se produce bajo
TELOGÉNESIS:
condiciones
di i
dde oxidación,
id i aguas meteóricas
i y decrecimiento
d
i i
de presión y temperatura a causa del ascenso tectónico y
exposición de las masas de rocas.
FACTORES CONDICIONANTES DE LA
DIAGÉNESIS DE LAS ROCAS
CARBONATADAS
C BON
S
GEOQUÍMICA DEL AGUA
pH
DISPONIBILIDAD (ACTIVIDAD) DEL C02
TEMPERATURA
PRESIÓN (HIDROSTÁTICA Y LITOSTÁTICA)
COMPOSICIÓN DE LOS SEDIMENTOS CARBONATADOS:
Aragonita
Calcita magnesiana (4 a 19 Moles % de MgCO3)
Calcita
D l i
Dolomita
PROCESOS DIAGÉNETICOS
ESENCIALES DE LOS CARBONATOS
DISOLUCIÓN
CEMENTACIÓN
NEOMORFISMO ((Folk):
) Inversión (polimorfismo)
(p
)
Recristalización
MODELOS EOGENÉTICOS
LA DIAGÉNESIS EN EL FONDO MARINO
ZONA FREÁTICA MARINA
Rasgos: presencia de agua marina (salinidad normal) hasta hipersalina.
Rasgos:
Factores condicionantes:
condicionantes: batimetría y posición latitudinal (variaciones
de temperatura, pH, penetración solar).
Tiempo de acción:
acción: 10 a 10.000 años.
PROCESOS BIOGÉNICOS EN EL FONDO MARINO
BIOTURBACIÓN
Ó
mezcla textural
destrucción estructuras primarias
MICROBIOTURBACIÓN
generación de velos micríticos
CEMENTACIÓN EN EL FONDO MARINO: cementos de aragonita
y de calcita altamente magnesiana
TIPOS DE CEMENTOS EN LA ZONA
FREÁTICA MARINA
Cemento fibroso
Blatt ((1992)
99 )
Cemento estalactítico (pendant)
Pairson (1982)
Cemento menisco
DIAGÉNESIS METEÓRICA
Exposición a la atmósfera, duración de 1000 a 10.000 años.
S desarrolla
Se
d
ll en sucesiones
i
carbonatadas
b t d de
d somerización,
i ió
debidas a agradación sedimentaria o a caída del nivel del mar.
CARACTERES Y PROCESOS DE LA ZONA
VADOSA
Poros de los sedimentos alojan aire y aireaire-agua. Circulación de aguas vertical.
Fluctuación permanente de las condiciones de humedad.
humedad
MECANISMOS DE CONTROL: SUBSATURACIÓN Y SOBRESATURACIÓN
PROCESO DE DISOLUCIÓN: preferentemente superficial (edáfico), se produce por agua
meteórica (ácida) y descomposición de materia orgánica (aumento de CO2). Actúa
Actúa sobre
calcita magnesiana,
g
, aragonita
g
y calcita (inclusive).
(
)
Fin de la disolución: al alcanzarse la saturación, degasificación y aumento de temperatura
PROCESO DE NEOMORFISMO ((cambios con preservación
p
de la fábrica).
) Recristalización
(calcita magnesiana a calcita). Inversión (aragonita a calcita por reprecipitación).
PROCESO DE CEMENTACIÓN. Calcita. Tipo
p menisco y/o p
pendant. Precipitan
p
concreciones parasingénicas (pisolitas).
CARACTERES Y PROCESOS DE LA ZONA
FREÁTICA DULCE
Poros totalmente rellenos con agua.
Circulación dominantemente subhorizontal.
T p ni
Tope:
nivell fr
freático.
áti
Base: zona de mezcla.
Blatt (1992)
DISOLUCIÓN: puede ocurrir en el tope de esta zona siempre que las aguas no
hayan alcanzado la saturación y estén enriquecidas en CO2.
CEMENTACIÓN: ocurre en el sector donde las aguas alcanzan la saturación (puede
ser en toda la zona o en la parte media), hacia abajo el efecto de cementación
disminuye).
Calcita isópaca laminar y calcita granular (blocky).
CARACTERES Y PROCESOS DE LA ZONA
DE MEZCLA
PARTE SUPERIOR: Predominio de disolución sobre precipitación, puede haber
abundantes
b d
oquedades.
d d
PARTE INFERIOR: Cementación por calcita magnesiana.
La zona de mezcla se invocó para desarrollar teorías sobre dolomitización.
MESOGÉNESIS – DIAGÉNESIS DE
SOTERRAMIENTO
COMPACTACIÓN FÍSICA ((10 a 40% de reducción p
poral),
poral
)), empaquetamiento
p q
granular, reorientación granular, deformación granular por ruptura y aplastamiento.
COMPACTACIÓN QUÍMICA (25 % de reducción poral por disolución bajo
presión: estilolitización
estilolitización)).
estilolitización).
)
CEMENTACIÓN. En general son cementos de composición mineralógica similar
g
dulces.
a la de los freáticos de aguas
TIPOS: calcita prismática laminar, calcita en mosaico esparítico,
esparítico, calcita
poiquiesparítica,, a la que se pueden sumar dolomita y anhidrita.
poiquiesparítica
CARACTERES: cementos formados a alta temperatura de soterramiento, son
comunes las inclusiones fluidas.
RECONOCIMIENTO: corte de fracturas y/
y/o estilolitas
relleno de poros de compactación
inclusiones de hidrocarburos
CEMENTACIÓN DE CALCITA
MESOGENÉTICA
Boggs (1992)
DIAGÉNESIS EN EL ESTADO
TELOGENÉTICO
S diferencia con la diagénesis meteórica radica en la nat
Su
naturaleza
raleza del material original.
original
El sedimento carbonatado postpost-mesogenético es rico en calcita y/o dolomita que son
carbonatos mineralógicamente estabilizados.
Su acción es mucho menos pronunciada.
DISOLUCIÓN: vadosa y freática producida por aguas cargadas en CO2.
En climas húmedos es importante la karstificación
karstificación:: formación de huecos,
cuevas y cavernas.
PRECIPITACIÓN: por sobresaturación y degasificación de CO2: calizas espélicas o
espeleotemas. Generación de estalactitas, estalagmitas, perlas espélicas y ónix calcáreo.
DIAGÉNESIS EN EL ESTADO
TELOGENÉTICO
Esteban & Kappa (1983)
ROCAS DOLOMÍTICAS - DOLOMÍAS
El principal componente es la dolomita (carbonato doble de calcio y magnesio) que
cristaliza en el sistema romboédrico y muestra estructura fuertemente ordenada. La
sustitución con Fe es común en la rocas dolomíticas (dolomita ferrosa o ferroan dolomite
dolomite),
),
por lo que adquieren tonalidades que van desde el amarillento y ocre al rojizo.
Los cristales de dolomita pueden variar de tamaño desde macroesparíticos a
subesparíticos.
Los mosaicos dolomíticos p
pueden ser xenotópicos
p
((con cristales anedrales, bordes
aserrados a curvos, límites irregulares) o idiotópicos (cristales euedrales con forma de
rombos casi perfectos). Los cristales euedrales de dolomita se mencionan con gran
frecuencia en el registro sedimentario.
En las rocas dolomíticas de reemplazo metasomático puede darse un fábrica totalmente
destructiva (sin que se reconozca la forma de los granos y cristales originales) hasta
una fábrica retentiva en la que se preservan todas las texturas y estructuras originales.
Puede haber también reemplazos selectivos (como por ejemplo de algunos restos
esqueletales, o de las porciones micríticas de una sedimentita carbonática de textura
inequigranular.
Miembro Chorreado, Formación Huitrín, Cuenca Neuquina
Formación La Manga,
Cuenca Neuquina
ROCAS DOLOMÍTICAS Y PROCESOS DE
DOLOMITIZACIÓN
Ó
La dolomita puede precipitar en forma primaria en aguas marinas o lacustres
lacustres,, pero se
primaria son comparativamente
p
escasos
escasos..
sostiene qque los volúmenes de dolomita p
La dolomita no es concentrada por organismos para elaborar sus estructuras
esqueletales.
Se considera mucho más común la dolomitización a expensas del carbonato de calcio
calcio..
Consiste en un proceso diagenético que puede estar asociado con el ambiente de
depositación ((penecontemporáneo
penecontemporáneo a diagenético temprano
temprano)) o puede ocurrir mucho más
tardíamente (durante el soterramiento).
soterramiento).
La dolomita secundaria es un producto de disolución del carbonato original y
reprecipitación metasomática
metasomática.. Entra Mg a la fase sólida y pasa el Ca a la fase líquida.
líquida.
El proceso de dolomitización se da cuando la concentración de Mg o de la relación
Mg/Ca son elevadas
elevadas..
DOLOMITA PRIMARIA
Es comparativamente poco frecuente.
La precipitación química expontánea de dolomita se ha registrado en ambientes marginales
(planicies mareales,
mareales albuferas,
albuferas lagos vecinos al mar),
mar) y en condiciones inter a supramareales.
supramareales
Se conocen ejemplos de precipitación primaria en las Bahamas, en la Península de Florida, en
la costa del Golfo de Arabia, en algunos sectores costeros (albuferas) del norte de Brasil y del
lago Coorong en Australia.
La dolomita es normalmente un mineral bien organizado desde el punto de vista cristalino. Sin
embargo las dolomitas primarias tienen un alto grado de desorganización y reciben la
embargo,
denominación de protodolomitas
protodolomitas..
Aparecen dentro del sedimento o como parte de costras superficiales (mudcracked
(mudcracked dolomite
crusts).
crusts
) Por lo
).
l común sus cristales
i l son muy pequeños (rombos
(
b de
d 1 a 5 micrones).
i
)
Esta protodolomita se vincula con procesos de fuerte evaporación que se producen en
regiones muy áridas (sabkhas no evaporíticos) hasta en regiones relativamente húmedas pero
con una estación seca que favorece la evaporación).
LAGO COORONG EN EL SUR DE
AUSTRALIA
PROCESOS DE DOLOMIZACIÓN
TEMPRANA
La dolomitización
L
d l i i ió temprana puede
d producirse
d i b
bajo
j condiciones
di i
dde hi
hipersalinidad
li id d o
de hiposalinidad.
Se propusieron dos modelos clásicos: modelo de sabkha y modelo Dorag.
Dorag
El modelo de sabkha refleja condiciones de fuerte aridez e hipersalinas. Hay
exceso de Mg por precipitación previa de Ca en carbonatos (tapetes algales).
El modelo Dorag es de mezcla de aguas marinas y meteóricas ( de 5 a 20 % de
aguas
g
marinas)) y refleja
j condiciones húmedas.
Actualmente se definen cuatro modelos principales: sabkha, albufera, acuífero
confinado y acuífero no confinado.
CONDICIONES PARA EL PROCESO DE
DOLOMIZACIÓN TEMPRANA
MODELOS DE DOLOMITIZACIÓN
TEMPRANA
Modificado de Tucker (2003)
MODELOS DE DOLOMITIZACIÓN TARDÍA
La dolomitización tardía o de soterramiento es un proceso mesogenético de
metasomatismo
e so
s o sob
sobree ccalcita
c o de neomorfismo
eo o s o sob
sobree do
dolomitas
o
s tempranas
tempranas.
e p
s.
s.
En él
él,, las aguas fósiles o singénicas juegan un rol preponderante.
preponderante.
Estas aguas pueden proceder de la compactación física y química de los sedimentos
durante el soterramiento.
soterramiento. El Mg en exceso puede ser provisto por las reacciones de
t
transformación
f
ió de
d esmectita
tit a illita
illit en rocas pelíticas.
pelíticas
líti . Se
S estiman
ti
profundidades
f did d de
d
soterramiento entre 300 y 1000 m. Las temperaturas son superiores a los 45º.
La dolomita tardía se puede reconocer por su textura en parches (porfirotópica
(porfirotópica),
),
irregular y más gruesa que las dolomitas tempranas
tempranas.. Además posee mayores tenores de
hierro.. Son comunes los sectores huecos o cavernosos y de los fósiles sólo suelen
hierro
q d r sus moldes
quedar
m ld . Los
moldes.
L cristales
ri t l de
d dolomita
d l mit mesogenética
m
néti pueden
p d n cortar
rt r a las
l
estilolitas si es que se han formado con posterioridad a estas estructuras.
estructuras.
PROCESOS DE DEDOLOMITIZACIÓN
N
La dedolomitización coinsiste en el pasaje desde dolomita a calcita.
calcita Este
proceso de neomorfismo suele ser retentivo, preservándose los cristales
con forma rómbica de la dolomita que ha sido reemplazada.
El proceso de dedolomitización suele ocurrir por la aparición de sulfatos
d calcio,
de
l i anhidrita,
hid it (por
(
ejemplo
j
l por oxidación
id ió de
d sulfuros),
lf
) ante
t los
l
cuales la dolomita se vuelve fuertemente inestable.
La dedolomitización también puede producirse en ambiente
telogenético por circulación de aguas con fuerte nivel de oxidación.