procesos y rocas sedimentarias
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Rocas sedimentarias
PROCESOS
SEDIMENTARIOS
Dr.(C) Inés Rodríguez Araneda
La mayoría de los minerales no son estables cuando son expuestos por tiempos prolongados a las condiciones físicas y químicas superficiales
La rocas sufren meteorización mecánica (desintegración física) y meteorización química (descomposición) cuando son atacadas por aire, agua y microorganismos.
El proceso de meteorización crea SEDIMENTOS
La meteorización prepara a las rocas para la erosión y es parte fundamental de el ciclo de las rocas, transformando los sedimentos en rocas sedimentarias.
INTRODUCCION
Los procesos que alteran las rocas en la superficie de la Tierra
son METEORIZACION, EROSION, TRANSPORTE, DEPOSITACIÓN Y
LITIFICACIÓN.
PROCESOS
La METEORIZACION MECANICA o desintegración física, se refiere a el grupo de procesos destructivos que cambian el carácter f ís ico y químico de las rocas cerca de la superficie.
incluye varios procesos que rompen la roca en partes o trozos mas pequeños. El cambio en la roca es f ísica, no hay cambio químico o bien es muy leve.
Por ejemplo, el agua que se congela y expande en las fracturas de las rocas puede causar la desintegración física de esta.
Este proceso desintegra la roca, pero no le cambia la composición.
METEORIZACIÓN
MECANICA
PROCESOS DE METEORIZACION MECANICA Los mas efectivos:
DESCOMPRESION, ACCION DEL HIELO
DESCOMPRESION: es la
reducción en la presión que afecta a un gran cuerpo rocoso puede generar grietas por expansión.
METEORIZACIÓN MECANICA
PROCESOS DE METEORIZACION MECANICA DESCOMPRESION
Un grupo de grietas se
desarrollan en forma paralela a la superficie exterior de la roca, ya que la roca se expande mas en la parte exterior que en la interior, generan lajas de roca.
En las superficies con alta
pendiente, la gravedad puede causar que la roca entre las grietas se separe en capas concéntricas del resto de la roca. Este proceso de separación se llama exfoliación (ex = fuera, folio = hoja), y es en cierto modo similar a pelar una cebolla en capas.
METEORIZACIÓN MECANICA
ACCION DEL HIELO Una analogía a este proceso es
lo que ocurre cuando una botella con liquido se olvida en el congelador. Al retirarla, se observa que ha explotado.
El agua tiene una propiedad
especial, cuando se congela a 0 grados C°, las moléculas de agua se organizan en una estructura cristalina ordenada formando hielo. debido a que esta estructura ocupa mas espacio que el agua liquida, el agua se expande alrededor de un 9% cuando se congela. esta propiedad del agua la transforma en un potente agente de meteorización mecánica
METEORIZACIÓN MECANICA
Otros: EXPANSION TERMICA ACCION BIOLOGICA PRESION POR CRECIMIENTO
DE SALES
Cualquiera sea el
proceso de meteorización mecánica, el resultado es que la roca se fragmenta en partes mas pequeñas, lo que aumenta la superficie sobre la cual puede ocurrir meteorización química.
METEORIZACIÓN MECANICA
La METEORIZACION QUIMICA es la descomposición química de la roca debido a la
exposición al agua y gases de la atmosfera
principalmente dióxido de carbono, oxigeno y
vapor de agua
Cuando una roca es descompuesta por estos
agentes, se forman nuevos compuestos químicos.
METEORIZACIÓN QUÍMICA
Ejemplo: un afloramiento de granito, debido a la acción del
agua que se congela y descongela, se puede separar en trozos mas pequeños (meteorización física), pero los cristales originales de cuarzo, feldespato y minerales ferromagnesianos no cambian.
Por el contrario, si el granito se meteoriza químicamente, algunos de los minerales originales cambian químicamente a minerales distintos. El feldespato, por ejemplo, cambiara (o se alterará) a arcilla (un mineral que tiene una estructura similar a la de la mica).
En la naturaleza la meteorización mecánica y química ocurren en forma simultanea y sus efectos se interrelacionan.
La meteorización es un proceso relativamente lento y largo.
METEORIZACIÓN QUÍMICA
Minerales sólidos NO son el único producto de la
meteorización química.
Algunos minerales, como por ejemplo la calcita, se
disuelve cuando son meteorizados químicamente.
Por lo tanto, la caliza se meteoriza en forma bien
diferente al granito.
METEORIZACIÓN QUIMICA
La meteorización es percibido como un proceso DESTRUCTIVO, pero es importante resaltar que gracias a la meteorización y a sus productos es que se forman los SUELOS Los suelos son el material necesario para que las plantas
puedan crecer y se pueda desarrollar la agricultura.
Los productos de la meteorización transportados por los ríos y que llegan al mar sirven de nutrientes a muchos organismos marinos.
METEORIZACIÓN
PROCESOS DE METEORIZACION QUIMICA (o descomposición de rocas)
Son los procesos que transforman las rocas y
minerales expuestos al agua y aire en nuevos productos químicos (por ej. nuevos minerales)
Un mineral cristaliza a gran profundidad en la
corteza, PERO una vez expuesto en superficie, puede reaccionar con abundante agua disponible para formar un nuevo y diferente mineral. Ej. Un mineral que contiene poco oxigeno, puede
reaccionar con el oxigeno en el aire extrayendo los átomos de oxigeno de la atmosfera e incorporándoles en su red cristalina, por lo tanto formando un nuevo mineral.
Estos nuevos minerales son PRODUCTOS DE LA METEORIZACION, que se han ajustado a las condiciones física y químicas en o cerca de la superficie.
METEORIZACIÓN QUÍMICA
ROL DEL OXIGENO
El oxigeno es abundante en la atmosfera y bastante reactivo químicamente hablando, por lo tanto se combina frecuentemente con minerales o con elementos dentro de los minerales que son expuestos en superficie.
La oxidación de hierro de un clavo es un ejemplo simple de meteorización química, El oxigeno de la atmosfera se combina con el hierro para formar un oxido de hierro, la reacción es:
4Fe3+ + 3O2 2 Fe2O3 (hierro + oxígeno óxido de hierro)
El óxido de hierro formado de esta manera es el producto de meteorización de muchos minerales que contienen hierro, como por ejemplo el grupo de los minerales ferromagnesianos (piroxenos, olivino, anfíbol, biotita)
METEORIZACIÓN
QUÍMICA
ROL DEL OXIGENO El hierro en los minerales ferromagnesianos debe primero
separarse de la sílice en la estructura cristalina antes de poder ser oxidado. El óxido de hierro que se forma es el mineral llamado HEMATITA (Fe2O3).
En presencia de agua el óxido de hierro se combina con esta
dando origen a la LIMONITA, que es el nombre de un grupo de la mayoría de los óxidos de hierro hidratados amorfos, incluyendo el mineral GOETITA.
el color rojizo y amarillento en el suelo, normalmente se
debe a la oxidación del hierro presente en los minerales ferromagnesianos
METEORIZACIÓN
QUÍMICA
ROL DE LOS ACIDOS
El agente de meteorización química mas efectivo es el ácido. Los ácidos son compuestos químicos que entregan iones de hidrogeno (H+)
cuando se disocian o se separan químicamente en agua. Los ácidos fuertes producen un gran número de iones de hidrogeno cuando se
disocian. Los ácidos débiles producen un numero pequeño de iones H cuando se disocian.
El ión hidrogeno tiene un tamaño muy pequeño y puede susti tuir otros iones positivos (como Ca, Na o K). Esta susti tución cambia la composición química del mineral y destruye su estructura atómica. El mineral se descompone comúnmente a otro mineral cuando se expone a un acido.
Algunos ácidos fuertes ocurren naturalmente en la superficie de la Tierra,
pero son poco comunes. El acido sulfúrico y acido fluorhídrico son exhalados durante las erupciones volcánicas y pueden matar árboles e incluso causar una intensa meteorización química de las rocas cercanas al conducto eruptivo. Este tipo de ácidos fuertes también se produce en algunas minas cuando minerales que contiene azufre (S) como la pirita se oxidan y forman ácidos en la superficie.
METEORIZACIÓN
QUÍMICA
METEORIZACION QUIMICA DEL FELDESPATO La meteorización de este mineral es un ejemplo de
alteración de un mineral original que se transforma a un tipo totalmente diferente de mineral como producto de meteorización.
Cuando un feldespato es atacado por el ión hidrogeno del ácido carbónico forma arcillas. En general, el mineral arcilla es un silicato hidróxido de
aluminio que presenta una estructura en capas similar a las micas.
Por lo tanto la estructura completamente es alterada, ya que el feldespato es un silicato con una estructura en redes tridimensionales.
METEORIZACIÓN QUÍMICA
METEORIZACION QUIMICA DE OTROS MINERALES
La meteorización de los minerales ferromagnesianos es la misma que para los feldespatos, la única diferencia son 2 productos de meteorización adicionales: iones Mg y óxidos de hierro (hematita, limonita, goetita)
La susceptibi l idad de los minerales formadores de roca a la meteorización química depende de la f i rmeza de los enlaces químicos dentro de la estructura cristalina del mineral Debido a la fuerza de enlace Si-O, el cuarzo es bastante
resistente a la meteorización química. Por lo tanto el cuarzo es el mineral formador de roca más resistente al ataque químico en la superficie de la Tierra.
Los minerales ferromagnesianos, incluyen otros iones
cargados positivamente (Al, Fe, Mg y Ca) la presencia de estos iones positivos en la estructura de los sil icatos vuelve a estos minerales propensos a meteorización debido a que los enlaces químicos son mas débiles.
METEORIZACIÓN QUÍMICA
2. EROSION es la remoción física de las partículas de roca por un agente de erosión como el agua corriente o un glaciar. La meteorización ayuda a romper una roca sólida en partículas sueltas, las que son fácilmente erosionadas.
PROCESOS
3. Después de que una partícula que ha sido erosionada, comienza a ser transportada. El TRANSPORTE es el movimiento de las partículas erosionadas por agente como ríos, olas, glaciares y viento.
La METEORIZACION
continua durante el transporte. Un fragmento que esta siendo transportado por un curso de agua puede ser reducido de tamaño o gastado físicamente y alterado químicamente a medida que es arrastrado por el agua.
PROCESOS
TRANSPORTE La mayoría del sedimento es
transportado alguna distancia por gravedad, viento, agua, o hielo antes de decantar en capas.
Durante el transporte el sedimento
sigue siendo meteorizado y sus características varían en relación a la distancia que se mueve.
REDONDEZ es el grado de desgaste de
bordes filosos y puntas que sufre los fragmentos de roca debido a estas partículas chocan unas con otras o con superficies rocosas ( por ej. fondo de un río) al ser transportadas
SELECCION es el proceso a través del
cual los granos de sedimento son separados de a cuerdo a su tamaño de grano, forma de grano o peso especifico por los agentes de transporte, especialmente el agua corriente.
SEDIMENTOS Y
ROCAS SEDIMENTARIAS
LITIFICACION Termino general para los procesos que
transforman el sedimento suelto en roca sedimentaria.
La mayoría de las rocas sedimentarias se litifican por una combinación de COMPACTACIÓN y CEMENTACION COMPACTACIÓN: disminuye el espacio
vacío entre los granos.
CEMENTACION: se precipita cemento (mineral que actúa como pegamento) alrededor de los granos uniéndolos firmemente unos a otros. Cementos comunes: calcita, sílice, oxidos.
Una roca sedimentaria que consiste en granos enlazados por un cemento en una estructura rígida tiene TEXTURA CLÁSTICA
SEDIMENTOS Y
ROCAS SEDIMENTARIAS
Las rocas sedimentarias se forman por:
Granos minerales erosionados (CLÀSTICAS O
DETRITICAS)
Minerales precipitados desde soluciones (QUIMICAS)
Consolidación de restos orgánicos de plantas
(ORGANICAS)
CLASIFICACION ROCAS SEDIMENTARIAS
SEDIMENTO: es el nombre colectivo para las partículas sólidas y sueltas de minerales que se originan de: Meteorización y erosión de rocas
preexistente (sedimentos detríticos) Precipitación desde una solución,
incluyendo la secreción de organismos en agua (sedimentos químicos)
Sedimentos incluye partículas tales
como arena en la playa, fango en el fondo de un lago, bloques de roca en las cercanías de un glaciar, cantos de roca en un curso de agua, partículas de polvo que se depositan desde el aire.
Una acumulación de conchas en el fondo del mar a lo largo de la costa también es sedimento, así como también los fragmentos de corales rotos desde un arrecife por la acción de las olas.
SEDIMENTOS Y
ROCAS SEDIMENTARIAS
SEDIMENTO
Estas partículas son usualmente depositadas en capas sobre la superficie de la Tierra.
Una parte importante de la definición de sedimento es que las partículas se encuentran SUELTAS. Debido a esta característica, los sedimentos son NO- CONSOLIDADOS, lo que significa que los granos están separados unos de otros.
SEDIMENTOS Y
ROCAS SEDIMENTARIAS
Los grupos de rocas sedimentarias son:
detríticas, químicas, orgánicas
Las estructuras y características sedimentológicos de las rocas permiten interpretar su origen o ambiente de depositación.
SEDIMENTOS Y
ROCAS SEDIMENTARIAS
ROCAS SEDIMENTARIAS DETRITICAS o rocas clásticas terrígenas Formadas por granos de sedimentos o DETRITOS
(generalmente fragmentos de rocas preexistentes) que son cementados
Los sedimentos pueden ser: Líticos (restos identificables de otras rocas)
Granos minerales individuales
Minerales arcillosos formados por meteorización química
Durante el transporte los detritos pueden ser redondeados o seleccionados.
Sus nombres se asignan en base a su tamaño de grano BRECHA-CONGLOMERADO, ARENISCA, LIMOLITA, LUTITA
CLASIFICACION ROCAS
SEDIMENTARIAS
Los sedimentos detríticos (minerales o pedazos de rocas o
pedazos de conchas..etc) se clasifican y definen de
acuerdo al tamaño de los fragmentos individuales
SEDIMENTOS Y
ROCAS SEDIMENTARIAS
BRECHA y CONGLOMERADO Brecha: Roca sedimentaria
formada por la cementación de fragmentos angulosos de grano grueso (tamaño grava)
Debido a que en general los detritos son fácilmente redondeados, la angulosidad de los fragmentos que forman una brecha es indicativo de que fueron transportados un trecho muy corto.
CLASIFICACION ROCAS SEDIMENTARIAS
BRECHA y CONGLOMERADO Conglomerado: roca
sedimentaria de grano grueso formada por la cementación de grava redondeada.
Se puede distinguir de la brecha por lo redondeado de sus fragmentos.
El tamaño y la redondez de sus fragmentos es indicativo de que han sido transportados un trecho corto.
CLASIFICACION ROCAS SEDIMENTARIAS
ARENISCA Se forma por la cementación
de granos tamaño arena,
Puede ser depositada por procesos muy distintos, por lo que sus características (composición mineralógica, grado de selección, redondez) variaran según el ambiente de depositación
Por ejemplo la arena depositada por un río, o la arena depositada por el viento en una duna.
Tipos de areniscas: arenisca cuarcífera, arcosa, grauvaca
CLASIFICACION ROCAS SEDIMENTARIAS
ARENISCA CUARCIFERA Arenisco con mas de un 90% de granos de cuarzo.
El cuarzo es mas resistente que otros minerales como el feldespato, por lo que tiende a concentrarse, dando origen a estas rocas.
Usualmente los granos de cuarzo en esta roca son bien redondeados, ya que han sido transportados largas distancias.
La mayoría de las areniscas cuarcíferas son depositadas como arena de playa o dunas de arena.
CLASIFICACION ROCAS SEDIMENTARIAS
ARCOSA
Arenisca con mas de un 25% de granos de feldespato.
Debido a que el feldespato se meteoriza con facilidad, la presencia de granos de este mineral en esta roca implica que el sedimento no ha sufrido una fuerte meteorización química.
Fuentes de sedimento para formar este tipo de roca pueden ser macizos de granito en zonas montañosas, pero climas fríos.
La gran mayoría de estas rocas presentan fragmentos gruesos y angulosos.
Son características de depósitos de abanicos aluviales
CLASIFICACION ROCAS SEDIMENTARIAS
TRIANGULO DE ARENISCAS, SEGÚN FOLK 1968
GRAUVACA Arenisca con mas de un 15% de matriz (formada por material de
tamaño fino, limo o arcilla)
Rocas usualmente duras y de color gris oscuro o verde.
Los fragmentos minerales pueden estar cubiertos por la matriz y ser difíciles de identificar. Típicamente consisten en cuarzo, feldespato, fragmentos de rocas
sedimentarias de grano fino o rocas volcánicas o rocas metamórficas.
Se forman a partir de corrientes de turbidez
CLASIFICACION ROCAS SEDIMENTARIAS
ROCAS SEDIMENTARIAS DE GRANO FINO
LUTITA, Limolita, Fangolita Lutita: roca sedimentaria de grano fino
caracterizada por su FISIBILIDAD (capacidad de fragmentarse a lo largo de capas)
La fisibilidad ocurre a lo largo de superficies muy finas denominadas laminaciones
La gran mayoría están formadas por limo y arcilla, y son de grano tan fino que su superficie es muy suave al tacto.
Sufren una fuerte compactación durante su litificación.
Sus ambientes típicos de depositación son:
Fondos de lagos Partes distales de deltas de ríos
Zonas de inundación de ríos
Partes calmas de fondo oceánico profundo
CLASIFICACION ROCAS
SEDIMENTARIAS
ROCAS SEDIMENTARIAS QUIMICAS
Se forman por precipitación en un ambiente
acuoso
Son precipitadas:
DIRECTAMENTE por PROCESOS INORGANICOS
INDIRECTAMENTE por PROCESOS ORGANICOS
Incluyen: rocas carbonatadas, chert y evaporitas
CLASIFICACION ROCAS SEDIMENTARIAS
ROCAS CARBONATADAS (Caliza y Dolomita) Rocas que contienen el ion
carbonato (CO3 2-) como parte de su composición química.
CALIZA: roca sedimentaria compuesta principalmente por calcita
Son precipitadas por la acción de organismos o como resultado de procesos inorgánicos
CLASIFICACION ROCAS SEDIMENTARIAS
CHERT Roca sedimentaria
dura, compacta y de grano fino formada completamente por SILICE. Ocurre como
nódulos irregulares dentro de calizas
O como depósitos en capas, usualmente debido a la depositación de esqueletos y conchas de organismos marinos compuestos de sílice en el fondo del océano.
CLASIFICACION ROCAS SEDIMENTARIAS
EVAPORITAS Rocas formadas por cristales
que precipitan durante la evaporación de agua de mar o de lagos salinos.
Tiene textura cristalina
Roca de yeso, roca formada por el mineral yeso (CaSO4)
Roca de sal, roca formada por el minera halita (NaCl)
Extensos depósitos de este tipo de rocas fueron formados por la evaporación de grande lagos en condiciones de aridez.
CLASIFICACION ROCAS SEDIMENTARIAS
ROCAS SEDIMENTARIAS DE ORIGEN ORGANICO
Carbón: roca sedimentaria que se forma por la compactación de material orgánico vegetal que no se ha descompuesto completamente
Para su formación se necesita el rápido crecimiento de plantas y su depositación en ambientes acuosos con una baja concentración de oxigeno, como por ejemplo pantanos en climas tropicales
CLASIFICACION ROCAS SEDIMENTARIAS
Son características o rasgos que se encuentran dentro de una roca sedimentaria.
Se forman usualmente luego de la depositación, pero antes de la litificación.
Son importantes debido a que permiten interpretar el ambiente de formación de las rocas sedimentarias. Es decir, como fue el sedimento transportado, como fue depositado.
También ayudan a identificar la orientación original de un deposito, en caso de que haya sido deformado tectónicamente en forma posterior.
ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS
ESTRATIFICACION: principal estructura sedimentaria, corresponde a una serie de capas visibles dentro de la roca. La mayoría de la estratificación es HORIZONTAL, ya que los sedimentos que forman la roca fueron depositados en forma horizontal.
ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS
La estratificación puede
ser: Paralela
Cruzada
ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS
Ripples (ondulaciones)
ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS
Grietas de desecación: grietas en forma de polígono que se forman en depósitos de grano fino debido a la deshidratación
ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS
Gradación: una
capa o estrato gradado muestra un cambio de tamaño de partículas en la dirección vertical. Gradación
normal: tamaño disminuye hacia arriba
Gradación inversa: tamaño aumenta hacia arriba
ESTRUCTURAS
SEDIMENTARIAS
FOSILES:
Restos de organismos preservados en rocas sedimentarias
La mayoría de los fósiles se forman debido al enterramiento rápido en sedimento de restos de huesos, conchas, o dientes. Estos restos corresponden a las partes mineralizadas (de origen mineral) de los organismos que son mas resistentes a la descomposición que las partes blandas (tejidos)
El material original raramente se preserva inalterado, el mineral original es recristalizado o reemplazado por un mineral distinto como pirita o síl ice.
En algunos casos el material original no se preserva, solo la impresión que este deja en el sedimento, llamado MOLDE.
ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS
1.Dibuje y explique los procesos sedimentarios exógenos.
2. Realice un esquema con los tamaños de los sedimentos y
respectivas rocas
ACTIVIDAD EN CLASES
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