MA1'ERIAL DE APOYO "CURSO DE GEOMORFOLOGlA" Departamento de Biologia Facultad de Ciencias . Universidad Nacional Autonoma de Mexico Profesores: M. en C. Fernando Aceves Quesada BioI.. Kassandra Ojeda Hinds CAPITlJLOI y DE GEOMORFOLOGIA" a) Objetivos de la materia de Geomorfologia b) Fundamentos de la Geomorfologia y anitlisis geomorfologico c) Geomorfologia, paisajes y medio ambiente d) Aruilisis del paisaje e) Escalas de tiempo a) OBJETIVOS DE LA MATERIA DE GEOMORFOLOGiA El objetivo basico de la Geomorfologia es la descripci6n y el estudio del relieve terrestre, continental y submarino, a traves de su estructura, origen, evoluci6n, historia, desarrollo y dinamica actual. Los objetivos del curso son: Proporcionar los conocimientos geomorfo16gicos basicos en 10 que respecta a descripcion, c1asificaci6n e interpretaci6n (genesis y evoluci6n) de las geofonnas. Identificar las geoformas sobre mapas topograficos, fotografias aereas y posteriormente en el terreno. Mejorar la metodoIogia que permita la medici6n de geoformas y procesos actuantes mediante trabajos practicos en el campo y de gabinete. Utilizar en gabinete las tecnicas cartognificas para la elaboraci6n de mapas geomorfol6gicos, morfometricos, de gradientes, de relieves relativQs, etc. Fomentar el espiritu critico mediante el trabajo grupal y la discusi6n de problemas, asi como trabajar en forma cooperativa con miras a un objetivo comtin. b) FUNDAMENTOS DE LA GEOMORFOLOGiA Y ANA-Llsrs GEOMORFOLOGICO Geomorfologia general.- (geo- Tierra, morfo- forma, logos- tratado) . Ciencia compuesta por la Geologia (conceptos de analisis de paisaje y ecologicos) y la Geografia (climatologia) que estudia los procesos que modelan y la evoluci6n todas las formas del relieve terrestre resultado de la interacci6n de procesos end6genos y ex6genos (Coque 1997). Estudia su estructura origen, desarrollo y dinamica actuaL La geomorfologia puede ser cualitativa y cuantitativa. Utiliza periodos de tiempo mas cortos que la geologia. Establece los metodos de investigaci6n y cartografia (morfogenesis, morfodinamica y morfometria). Se puede aplicar a disciplinas afines como la geografia fisica, ecologia, geologia, geofisica, etc. La geomorfologia se divide en tres grandes ramas: Geomorfologia regional.- Estudia territorios amplios, generalmente cartografiables en escalas medianas 0 pequenas (1:250:000 a 2,000 000). Su objetivo principal es la reconstruccion de la historia de desarrollo del relieve, estableciendo sus etapas principales. Este tipo de geomorfologia se apoya en la paleogeomorfologia. GeomorfoJogia aplicada.- Se ocupa de la soluci6n de diversos problemas relacionados con el relieve y de interes practico para eI hombre, p.e.: Iocalizaci6n de yacimientos de minera1es e hidrocarburos, j planificacibn del uso del suelo, combate a la erosi6n del sueio, aprovechamiento de litorales, construcci6n de grandes obras de ingenieria, distribuci6n de vegetacion, etc. global 0 planetaria.- estudia las formas estructurales mayores del relieve terrestre (superficies crat6nicas, paises montafiosos, cuencas oceimicas). Su mayor aplicaci6n en la actualidad es en las investigaciones del relieve de los planetas del sistema solar. 2. Definiciones Basicas Relieve.- (dellatin elevare). Es el conjunto de toda8 las formas de la superficie terrestre en una porci6n especifica de la misma 0 en toda. Es todo aquello que sobreSale 0 que se esta formando sobre 1a tierra por depresi6n 0 por elevacion. Se fonna por la incesante interaccion de los procesos endogenos y exogenos en la corteza terrestre, en la litosfera, hidrosfera y biosfera (Lugo 1989). Para su estudio se divide unidades topognmcas : vertientes 0 laderas ( paredes> 20), elevaciones montafiosas (+ 900 mts), planicies (0 - 6), pie de monte (6 - 12), valles (0), 10merios (-200 mts) . Pero dentro de elIas podemos identificar una gran varied ad de rasgos comunes que constituyen las fOfmas del relieve (Coque 1997). (1/ Procesos endogenos.- Conocidos como procesos constructores. Son aquellos procesos geo16gicos producidos esencialmente por las fuerzas intemas de Ia Tierra. Estan controlados por Ia energia intema, por la acci6n de la fuerza de gravedad y por las relacionadas con Ia rotacion de la Tierra. Estos promueven una nueva energia. Son dos principalmente: el vulcanismo y .la tectonica. En el vulcanismo, los vol canes tiberan energia tennica a Ia superficie y una forma de hacerlo es por los manantiales terminos (geotennia: la temperatura del interior de la Tierra aumenta lO por cada 33 m). La tectonica por definicion es el arquitecto del paisaje (tectos: crear). Por ejempIo, los procesos sismicos, magmaticos, metamorficos, hidrotermales, entre otros (Lugo 1989). Procesos exogenos.- Conocidos como procesos niveIadores. Procesos geol6gicos producidos generalmente por fuerzas extemas de la Tierra: se originan en fa superficie de ella y en las capas superiores de la litosfera. Estan condicionados principal mente por la energia de Ia radiacion solar, la fuerza de la gravedad y la actividad de los organismos. Existen tres tipos: el intemperismo (destrucci6n in situ de las rocas), Ia erosion 0 denudaci6n - y transporte- (remocion de partfculas) y la acumulaci6n (deposito de material). Los procesos mas importantes son el agua (superficial, subterranea, glaciares, marina, etc), los organismos, el viento y la gravedad. Estos procesos provocan un rnodelado permanente en la superficie terrestre, nivelando las elevaciones y rellenando las depresiones; actua en estrecha relaci6n con los procesos contrarios, los end6genos (Lugo 1989). Biostasia. - Erosi6n por acci6n de Ia vegetaci6n y biota en general. Influencia de los organismos sobre la superficie. Este proceso se da en areas con cIima templado 0 calido, suficientemente humedo en las que suelos y vegetacion encuentran favorahles condiciones para su desarrollo, bajo su dominio Ja producci6n de particulas movilizables tiende a ser mayor que la capacidad de movilizaci6n de los procesos de erosion y arrastre (M:unoz 1995). Rexistasia.- Erosion sin vegetaci6n y que se lleva a cabo s6lo por factores fisicos. Caracteristico de un clirna fuerternente marcado por eI frio 0 por Ia sequia, en los que las bajas temperaturas 0 la aridez limitan drasticarnente la edafogenesis y la colonizaci6n vegetal, tendiendo a mantener la superficie de los afloramientos rocosos descubierta y fragmentada y carente de protecci6n ante los procesos de erosion y arrastre (Munoz 1995). Existen dentro de Ia Geornorfologia seis ambitos de esrudio, y son: 1) Geomorfologia estructural.- Trata de los fundamentos lito16gicos y tectonicos que definen el relieve en la Tierra, de las [ormas estructurales elernentales, de las grandes unidades morfoestructurales y sus contactos, y de las relaciones de la hidrografia con la estructura geologica (fracturas, fallas). Trata al origen del paisaje, p.e. montafias, valles, etc.). 4 2) Geomorfologia dinamica (I\iorfodinamica).- Trata de los procesos elementales de erosion, de los agentes del transporte y de la naturaleza de la erosi6n, que integra la erosi6n antr6pica y los morfogemftico8. Nos dice como acruan y como s ~ m u e v ~ n los procesos en, el p.aisaje. . 3) Geomorfologia dimatica.- Trata de 1a influenCla del chma en 1a morfogeneSIs, de los slstemas morfoc.limaticos del pasado. El clima es 1a mayor influencia en el modelaje del paisaje. 4) Geomorfologia estatica (Morfometria).- Estudia al relieve como un ente estatico y sus caracterlsticas morfograficas, es decir, s610 trata 1a descripci6n y de la medici6n de las formas del relieve_ Describe las cantidades, mide, perfila 0 sea genera la cuantificaci6n de dertos elementos del relieve. Se dedica a la medici6n de la dimension del paisaje, p.e. montai'ias. 5) Geomorfologia genetica (Morfogenesis).- Se dediea al estudio del desarrollo del relieve a largo plazo, es decir: origen y evoluci6n. Busca el que fue 10 que origina a las formas. 6) Geomorfologia ambiental.- Dedicada al estudio de las relaciones eco16gicas del paisaje entre la geomorfologia y disciplinas que tratan otros elementos del paisaje. . * NC1fA.- En la arqueologia, cada vez cobran mayor importancia los estudios de geomorfologia ambiental. Trata de medir y determinar el impacto del hombre primitivo a actual sobre el paisaje. 2. Historia de Ia geomorfologia y su Ingar dentro de las ciencias de la Tierra Desde epocas remotas el hombre ohservo los procesos que de alguna manera tienen que ver con 1a evoluci6n de las formas del relieve, y se ha preocupado por 1a explicaei6n de los fen6menos naturales en general. Sin embargo, es basta fines del siglo XIX se logra sistematizar el conocimiento sobre el relieve y constituirseJa geomorfologia como ciencia (Cordova 1992). Estrab6n, en la Grecia Antigua. realiz6 viajes por el mundo. reconocio y diferenci6 las partes hundidas de Ia superfieie. Estas, para el, correspondian a subsideneias ocurridas durante los terremotos. Consideraba el hecho de que las erupciones vo1cimicas modificaran notablemente la configuraci6n de superficie terrestre. ell! Avieena -Ibn Sina- (980-1037), comerciante arabe que estableci6 varios tipos de montaiias, segun su origen, correspondiana levantamientos que ocurren durante terremotos 0 bien a Ia acci6n del agua y del viento, agentes que horadan grandes valles, y que a fin de cuentas separan las montaiias. Leonardo de Vinci (1452-1519) reconoci6 procesos de erosi6n que por acci6n del agua forman valles. El material era arrancado par el agua y depositado aguas abajo en zonas de distintas pendientes. A fines del siglo XVIII se extiende una etapa precientifica basada en la observaci6n del relieve. La etapa precientifica para la geomorfologia, se earacteriza porque se dan las bases de 10 que sera la ciencia que estudie el relieve. Esta coincide con el nacimiento de la geologia. Los principales representantes son: Bufon, Hutton (padre de la geologia), Lyell (discipulo de Hutton), Cuvier y Lomonosov. Se forman 4 eseuelas: a) eatastronsta (paisaje por media de grandes catastrofes), b) neptunista (todo viene del fondo del mar), c) plutonista (los volcanes y el fondo de la tierra son el origen de todo) y d) uniformismo (Hutton, "el presente es la clave del pasado"). A fines del siglo XIX existieron dos doctrinas filos6ficas que modelaron el pensamiento cientifico: el positivismo y el evolucionismo (Darwin). Gilbert inicia estudios basados en observaciones de cambios sustanciales en el relieve. W.M. Davis formula la primera teoria geomorfo1ogica en su trabajo clasico El ciclo geognifico (The geographical Cycle) publicado en 1899_ Dice que todo el relieve es un cicIo. EI relieve nace (juventud), crece (madurez) y se muere (senectud). Las ideas positivistas y especialmente evolucionistas, influyeron sobre dicha teoria motivo par eI eual fue criticada posteriormente. Su modelo estaba basado en una trilogia de factores: estructura, proceso y estadio (ticmpo). Su combinaci6n origina las formas del relieve, el eual evoluciona como un ser vivo. 5 /PROCESO ~ --flo- FORMA ESTRUCTl3RA _. ESTADIO (tiempo) La estructura, afectada por algun proceso (fluvial) en un tiempo determinado, acabaria siendo nivelada, o aplanada (ver figura 1.1). De esa forma seria posible distinguir la edad del relieve en tres etapas: joven, maduro y viejo; aspecto que, ademas de no poderse observar en la realidad, no decia nada. j I.llfentu d Fig. 1.1 Evoluci6n y estudio sistematico del relieve seglin Davis (1899) A principio de siglo surgen criticos de la teoria davisiana. El aleman Walter Penck, en su trabajo, El Anidisis Morfologico (Die Morphologische Analyse), expuso una teoria alternativa a la davisiana y busc6 la relaci6n de las formas del relieve con la actividad tect6nica creadora; por ejemplo, relaciona el perfil de las laderas (recto, cOncavo y convexo) con la intensidad dellevantamiento tectoni co (ver figura 1.2). Hizo sus observaciones en zonas de clima arido, por 10 que su modelo no es aplicable a todos los dominios morfoclimaticos. Se basa en la comparaci6n del mismo fenomeno pero en varias partes del mundo. Usa Sedimentologia y estratigrafia en sus estudios. Fig. 1.2 Evoluci6n del relieve (Penck, 1924). 3. Conceptos fundamentales de la Geomorfologia Thornbury (1960), en su obraPrinciples o/Geomorphology enuncia diez principios basicos para emprender una investigacion geomorfologica. Concepto 1.- Este es conocido como el uniformitarismo 0 actualismo. Otra forma de enunciarlo es: "El .... ' presente es la clave del pasado". Estudiando los procesos actuales, podemos hacer comparaciones con ' huellas de procesos que han actuado en el pasado. Por ejemplo, los depositos de piroclastos y lavas que descansan alrededor de un vol can son testimonio de erupciones pasadas que, sin duda, pueden presentarse en el futuro. Concepto 2.- La estructura geologica es factor dominante en el control de la evoluci6n de las formas del relieve. A 10 largo del estudio constante de los factores que intervienen en la formaci6n del relieve yen las caracteristicas especiales de cada forma, los geomorf610gos se han dado cuenta de que el hecho de que la roca sea resistente 0 blanda, 0 que la roea presente estructura masiva 0 estratificada, influye en el modelado (ver figura 1.3). El origen de la roca nos explica como va a influenciar en su comportamiento. Roc.1l bliInd..'I . ,; ., .;, ' Fig. 1.3.- Expresion directa de la estructura geologica en el relieve. ConceRto 3.- La superficie de la Tierra posee relieve debido a que los procesos geomorfologicos operan en distintas manera y proporeion. Si los proeesos endogenos y exogenos fueran los mismos y actuaran con la misma intensidad, la superfieie de la Tierra seria plana. ConceRto 4.- Cada proceso geomorfologico deja su huella sobre las formas del relieve terrestre. Es decir, que cada tino de Concepto 5.- A medida que actuan los distintos agentes erosivos sobre la superficie terrestre, se produce una secuencia en las formas cuyas caracteristicas distintivas se notan en las sucesivas etapas de su desarrollo. ". . ' . f , /." .. J,.,' . ConceRto 6.- La complejidad en la evolucion geonidrfologica es mas comun que la simplicidad. La Sierra Madre Occidental (Mexico) fue creada durante el Mioceno por rocas volcanicas de un gran arco magmatico. Al finalizar la mayor parte de la actividad volcanica, hubo esfuerzos de tension que dieron origen a una serie de bloques hundidos y afallados. En la actualidad son notorios los procesos exogenos que estan labrando los canones en dicha region. . . i '. Si se trata de formas muy pequenas como una dun a, es obvio que solo un proceso haya actuada: el viento. Concepto 7.- La mayor parte de las formas de relieve en la Tierra se expresan a traves de una topografia cuya edad no va mas alla del Pleistoceno (1 - 1.5 rna. Era de las grandes glaciaciones). La edad de las rocas que forman las montanas, las cuencas y en general cualquier forma de relieve, puede corresponder a cualquier era y periodo geologico. Sin embargo, al ver la figura 1.4, la edad del relieve no forzosamente corresponde a la de la roea que 10 compone. Por edad del relieve se entiende el momenta en el eual la estructura que se trate tomo la forma que actualmente vemos. , , 1.4 Cuatro formas de relieve distintas, constituidas por rocas de diversa edad. Sin embargo 1a edad de la topografia que presentan es pleistoeenica para los tres casos. Concepto 8.- Una interpretacion del prosaje es imposible sin referirse a las . , v geologicas y climaticas del Pleistoceno, euya importancia de este periodo radica en el hecho de que las glaciaeiones dejaron una huella fenomenal en el relieve de latitudes medias y altas. ;;Concepto 9.- necesaria una apreciacion de los dimas de la Tierra para entender la variacion de los geomorfologicos. Esto se eitipo de c1ima eondiciona a los procesos exogenos, I estos al tipo de modeIado. . Concepto 10.- El estudio geomorfologico, aunque dedicado al relieve de los paisajes actuales, tiene un rcaraeter historieo. Es el estudio de los paleoambientes. ! /1" 7 .1 GEOMORFOLOGiA, PAiSAJES Y MEDIC AMBIENTE Comunidad.- Es el conjunto de poblaciones que habitan un area determinada (Enkerlin et aI1997). ContaHlinacion.- Es el cambio indeseable en las caractensticas fisicas, qufmicas 0 bioI6gicas del agua 0 suelo que pueden afectar de manera adversa a 1a salud, producci6n de alimentos, supervivencia 0 las actividades de los humanos 0 de otros organismos (Glynn y Heinke 1996). Ecosistema.- Es la unidad natural de las partes bi6ticas y abi6ticas, con interacciones mutuas que producen un sistema estable con intercambio de materia y energia (Enkerlin et al 1997). Es el lugar donde se da un sistema de relaciones m{rItiples entre e1 biotopo (habitat) y 1a biocenosis (comunidad) como elementos inseparables que influyen uno sobre el otro (Lacouture 1992). .. Ecotono.- la zona de contacto entre dos unidades de paisaje (D'Luna 1995). Son las zonas de transici6n 0 Hmites de un ecosistema (Arana 1993). En ecologia se define como la diversidad. Habitat.- Es el area geognifica de superficie 0 voIumen variable, que contiene los recursos suficientes para mantener la vida de una comunidad. Es ellugar donde habit an los organismos (Arana 1993). Medio ambiente.- Es el habitat fisico-bi6tico que nos rodea; 10 que podemos ver, oir, to car, oler y saborear (Glynn y Heinke 1996). Se entiende por medio ambiente a to do 10 que rodea e influye sobre un organismo. Algunas condiciones ambientales son biol6gicas y sociales; otras son abi6ticas. Entre los factores abi6ticos se cuenta el ambiente fisico (el aire, agua, suelo y rocas) (Tarbuck y Lutgens 1999). Paisaje.- Sistema territorial integrado por componentes naturales abi6ticos y bi6ticos (geoI6gicos, geomorfo16gicos, c1imaticos, hidrol6gicos, edaficos, floristicos y faunisticas) y de complejos 0 unidades de diferente nivel 0 rango taxon6mico, formados bajo la influencia de los procesos naturales y de la actividad modificadora de la sociedad humana, que se encuentran en permanente interacci6n. PobIacion.- Se define como grupos de organismos de una especie determinada (Arana 1993). un conjunto 0 grupo de organismos 0 individuos que se entrecruzan y producen descendencia fertiL Sistema ambiental.- Es el Gonjunto 0 arreglo de elementos 0 condiciones del ambiente conectadas de tal manera que forman una unidad 0 un todo organico (Glynn y Heinke 1996). * NCffA- Cuando se considera como meta mejorar la calidad ambiental como acrecentar el bienestar humano, la palabra ambiental incluye tambien los aspectos sociales, econ6micos y culturales integrando el estudio dentro del concepto "paisaje". * NOTA- Las ramas derivadas de la ecologia y geografia del paisaje son: "geo-ecologia" y "eeologia del paisaje". d) ANALISIS DEL PArSAJE de fa Geografia del Paisaie" 1.- Objetivos en los estudios del analisis del paisaje 2.- Amilisis de los paisajes 3.- Diagn6stico de los paisajes (Evaluaci6n) 4.- Ordenamiento de los paisajes (Propuestas) 1.- Objetivos en los estudios del amilisis de los paisajes a) Plantear una secuencia metodo16gica para realizar estudios de ordenamiento eco16gicos b) Analizar los principales elementos teoricos de la geografia del paisaje aplicado a estudios de ordenamiento. c) Plantear una estrategia general de ordenarniento para el area de estudio 8 2.- Analisis de los paisajes EI amilisis de los paisajes se enfoca principalmente a 1a distincion, caracterizaciov_ c1asificaci6n y cartoBfafia de los elementos bi6ticos, abi6ticos y humanos que componen una zona determinada, y el establecimiento de sus interacciones para Uegar a conformar unidades de paisaje. Identifica que dio origen ala estructura que ahora se ve. Para la determinacion del anitlisis, se consideran los siguientes "atributos del paisaje": a) Estructura (horizontal y vertical) (figura 1. 5) (como se comportan los elementos del paisaje) b) Funcionamiento (como se comporta el paisaje) c) Dimlmica (variaciones actuales estacionales y su evolucion) d) Evoluci6n (variaciones a traves de tiempo) EleiMfI'IJI' dlt=-flll'diIG'llffl i tie-I c:smucll!RA ..1.-"" . , VEFmCAt L. lIiIlU.$ "Locus": Sitio donde ocurri6la sedimentaci6n: tierra 0 continente (medio continental) zona transicional (medio de transici6n) en el mar ( medio marino) 19 ( Medios continentales ) * TERRESTRES { - Desertico ) I - Glacial II r * ACUOSO - -Karstlcol- Fluvial :Marisma l\:Iedios de Transicion Deltaico .. Lagunar Estuario Litoral Medio. marinos { Neritico .. Batial Abisal Clasificacion de los medios de deposito: Para clasificar los medios se utilizan varios factores que son las siguientes: .:. Naturaleza del media .:. Propiedades fisico-quimicas .:. Agente geol6gico .:. Profundidad del agua *l\fedios Continentales Se consideran a aquellos medios que se ha11an arriba del nivel del mar (anTIque hay cuencas cerradas debajo del nivel del mar). En estos ambientes es dificil que se conserven grandes dep6sitos, par encontrarse par arriba del myel de erosion, sin embargo en cuencas de subsidencia 0 hundimiento se presentan condiciones favorables. *Medios de Transicion Son aquellos medias donde interactua tanto proceso de dep6sito continental como marino, y se mezclan tanto aguas saladas como dulces, yademas pueden presentar altemancia de periodos cubiertos por agua y periodos de exposici6n a los procesos atmosfericos. *Medios Marinos Son las partes de la superficie cubiertas par los oceanos, y que se clasifican de acuerdo a su profundidad en neriticos, batiales y abisales. 3) Facies En Europa de 1800 a 1840 se empieza a describir las capas de la tierra con respecto a sus edades relativas en Cambrico, SilUrico, Devonico, Carbonifero y Triasico. Entre 1830 y 1840 Sedwick y Marchinson registran las diferencias entre litologia. y la pa:eontologia. las capas de del Sur en Devonshire. En 1939 Prevost estudla los medIas amblentes, dedlcandose al estudlo de los foslles y sus equivalencias en medias y edades semejantes. 20 /\, mediados del siglo XIX el ge6Iogo sueeo Amanz Gressly trabajando en 1a montana Jura del Canton Suizo, estudia y analiza los estratos, reconociendo los periodos Tria.sico y lunisico y los diferenci6 a cada un en y "terrenos" verticalmente sucesivos. Gressly no qued6 satisfec1lO y observando que podia describir verticalmente los estratos. AJ observar las relaciones laterales los estudios se complicaban, nato que se observaban cambios de litologia pero sin cambios de edad, l1amando a estos eambios Facies (del latin/as cara, aspecto, apariencia) algo perceptible can la vista y los Us.os en la descripci6n de cada unidad estratigrafica de manera que reflejara el origen a ambiente sedimentarios. Haug en J 907 define las facies como: "la suma de c(If'acteristicas litol6gicas y paleontol6gicas de un deposito sedimentario en lugar dado H. En 1958 en EE.IJU se elabora un nuevo codigo estratignifico, que describe las facies por la inferencia genetica, mas que de una maneradescriptiva. * NOfA.- EI terminG; introducido par Gressly en 1838, reune tocias las caracteristicas de una roca sediment aria que refleja directamente las condiciones fisicas, quimicas y biologicas que presidieron su deposito. * NOTA.- El termino facies es, y ha sido utilizado en diversas ciencias geologicas (estratigrafia, petrologia, mineralogia, asi como en otras ciencias no geo16gicas --ecologia, geografla, etc- ) con distintos significados. Q Facie: Es el conjunto de caracteristicas litol6gicas y paleontologicas que definen una unidad estratigrafica 0 conjunto de estratos, y que permiten diferenciarla de las demas. Se hace extensivo el usa de este termino para denominar al conjunto de caracteristicas reinantes durante el deposito, las cuales quedan reflejadas en los materiales y pueden ser deducidas de sus estudios litologicos y paleontologicos. Litofacies y biofacies design an, a menudo, los dos grandes componentes de una facie: una Fisica y quimica; la otra, biologica (fosiles y seiiales de actividad). Niveles de Estudio: 1.- Descripcion de1 hecho: coexistencia de cuerpos de roca de composicion Utica diferente. II. - Explicacion: coexisten ambientes sedimentarios diferentes. IIl- Inferir el ambiente a partir de las facies (micro y macrofacies). * NOfA.- Facie es una apariencia, que nos da, dirigida hacia una inferencia genetica. Es un conjunto de atributos que nos permiten hacer una inferencia genetica dentro de un cuerpo rocoso. b) PRINCIPIOS FUNDAMENtALES DE SEDIMENTOLOGIA .:. La Sedimentologia es eI estudio cientifico de los sedimentos en cuanto a propiedades fisicas y quimicas . :. EI termino "sedimento" (del latin sedimentum) se refiere a un material en suspensi6n - en el aire 0 en e] agua - 0 reeientemente decantado de una suspension; el sedimento tiene un significado dinamico (Corrales et al. 1977) . :. EI termino "sedimentos", en plural, se aplica atocia clase de depositos de material solido; originados par un elemento movil: agua, aire, hielo, etcetera . :. La sedimentacion es el proceso por el cual el sedimento se deposita en cierto lugar. Este proceso tambien engloba, ademas de la decantacion fisica, Ja precipitacion quimica y organica. * NOTA.- La diferencia entre sedimentos y roca sedimentaria es que la roea ha sufrido diagenesis 0 litogenesis, es deeir, el proceso mediante el eual los sedimentos se consolidan y forman una raea. Los ge61ogos nombran comunmente a los sedimentos como roea sedimentaria no consolidada. 21 importancia del estudio de los sedimentos radica en que, a traves de su correcta mterpretacion se lo(rra entender e1 ambiente geomorfo16gico en e1 eual se depositaron y los procesos fisicos y quimicos que en ellos. Su correcta interpretacion 5e Iogra a traves del amilisis de la textura. Textura La textura de los sedimentos se puede definir como el con junto de caracteristicas fisicas de las partlculas de un me,dio sedimentario y las relaciones que dichas particulas guardan entre 81. En otras palabras , la textura nos define la naturaleza y relaciones mutuas entre los componentes individuales de las rocas sedimentarias consolidadas 0 no consolidadas. Los componentes individuales de la roea sedimentaria son los granos, la matriz y e1 cementante (figura 2.2): 1.- Matriz.- Fracci6n detritica fina que fonna una masa homogenea que suele incluirse en los huecos que quedan entre os granos y funciona como ligante entre estos. La separaci6n entre granos y matriz es relativa. Cementante. - Es material disuelto entre los granos, el cual es de origen quimico: carbonato de calcio, silice, 6xidos, etcetera. 3.- Granos.- Son fragmentos de rocas 0 de minerales que constituyen los principales componentes de las rocas sedimentarias de origen chistico 0 detritico. P4tina Mat.:iz (Arena y ArdHa) o... f 1 Figura 2.2. - Relaciones entre los componentes individuales de una roca sedimentaria elastica El analisis de la textura de los sedimentos incluye los siguientes aspectos: d) composici6n e) tamano 1) forma g) redondez h) esfericidad i) orientaci6n j) empaquetamiento . . A todos elIas se les canace tambien como elementos texturales sin embargo, considerando que los sedImentos veces son material parental para la formaci6n de sueJos, en edafologia se Ie llama textura especlalmente al tamano de las particulas que constituyen un sueio. La textura en Sedimentologia tiene un significado dinamico, puesto que sus elementos se modifican a 10 largo de la evoluci6n del sedimento. Por 10 tanto, se denomina "madurez textural" al grado de diferenciaci6n que alcanza un sedimento frente al material original del que procede. Asi, un sedimento muy bien redondeado, esferico, fino y homogeneo en tamaiio en toda la muestra, sera un sedimento texturalmente madura. a) Composicion Se refiere al amilisis de los materiales mineralogicos y litologicos. {raCClones finas (menores a 2 mm) pDr 10 general corresponden a minerales primarios 0 secundarios. Los primarios son los pertenecientes a cualquier gmpo (per ejemplo: los silicatos) y se pueden incluso observar en un microscopio (figura 2.3). En muchos casos la composici6n mineraI6gica esta ligada a1 tamafio de los sedimentos; las arenas por 10 general son cuarzos y los minerales secundarios (arciIlas) corresponden al tamano del mismo nombre. t)c ;':;D "'/::; c- s" iX' :j-(rr,::-:$: i:lc;, "f;{H-:tJ.;:;..-h,)l"ft';:, U"'JId}t: 'ff'trf;-:U;t; f.:;;!!:;/l iii h:)(nt,I':;flCL";; bk:tiw !; a .. 'l Figura 23.- Esquema que muestra los tipos de piroclastos (tefra), tornado de Compton (1985). Notese que en la linea inferior se presentan los granos que tienen que observarse al microscopio. Este esquema sirve para la interpretacion de minerales y formas en los granos. b) esfericidad y redondez Es un parametro cualitativo cuya base esta en la medici6n de los ejes de los fragmentos mayores (por 10 general mayores de 2 mm) aunque tambien se puede lIevar a cabo en arenas con ayuda del microscopio petrografico 0 lupa binocular. La forma se describe mediante la relacion de los ejes de un fragmento. Las mediciones de los ejes se llevan a cabo con a ayuda de un vernier. La relacion entre los ejes BfA y CIB se compara con la gnifica de la figura 2.4 para obtener la forma (discoidal, esf6rica, cilindrica). Observe que, por ejemplo si las relaciones son BfA = 1.73 y CIB = 0.59, seg{In la grafica Ie correspondent una forma discoidaL Figura 2.4.- Gases de IQmla de granos seglin Zingg, y relaci6n con la esfericidad de Krumbein. 1935; Brewer, 1964). La esfericidad seobtiene aplicando las relaciones de los ejes en la formula de Sneed y Folk (1958): 1f/ = vAxB El valor obtenido en Ia formula sera entre 0 y 1.0. Entre mas se aproxime el valor a 1.0 el fragmento presentani mayor esfericidad. La. redondez se expresa por la suavidad de los contomos del fragmento y su grado de curvatura. La redondez se expresa cualitativamente, se dice que el fragmento es (figura 2.5): anguloso subanguloso redondeado subredondeado etc. Un fragmento muy redondeado es texturalmente madufO, ya que ha sufrido la acci6n del transporte. Figura 2.5.- Grafica visual para la determinacion de esfericidad y redondez. Segun Powers (1953) y Krumbein y SIess (1955). SUS t!lEtlONl)E:ADO cr..'----.......BAJ.A ALTA EsFeAI!cfI)JIIO ESFEAiCi!l)Ir.O 24 t) TamaDo El analisis del tamafio de los granos 0 granlilometIia es una de las practicas mas en 10 que se refiere al estudio de los elementos texturaIes las particulas sedimentarias. . Para la granulometria se utilizan diversos metodos segUn sea el tamaiio predominante la muestra POf analizar (figura 2.6). SistGm",. GI"'Ue!'Ios"" loa H.l4 1 102 fii' 'lOll lOt 1(,1-2 10-$ ,0..4 1::;.1"$ 10-6 1t.r1 .." . ". e. I I I C300 4t'" .. tBllnizado ... . F- . . . __ .n . M""" 1f&i.ofl. Kf:V iiI'. Ii; 20 gr., .9manza dE' Figura 2,6.- Metodos mas utilizados de analisis granulometrico, con relaci6n a los tamafios del grano y de la muestra. (Corrales et.al., 1977 modificada). LlamJU t& IPI!I rtlt::Oh,. I "ulblsJ :;:048- -I. ,024-- -10 5IZ-- i!!)'5- -" - l' 64-- - 6 - 6 16--4 4- -.I 2--- , J-- O. .01'2-+ 4_-+2 J ..... _.;s "11&-"""""ae - .. ,. t.Ie.4 - + .c; ....... -.a -'III'-1D(Itt l..wo-'dlllllm SIIiIWII L"IiI"II! $",,1:1'" ,,",U/I,m F.iO* VFJioIit -/!611)" i!!3I1 -112 - :1-, IS -" -... ---2 ,.1MIId11lM Fi:qIe \(FI".. '. V. i:lI:laFH: Coot. MilidldM F..VFi_. I ' ,,_to ell Rad"D : r 3aiJ.... ..;; !'I'I r r-r-a ..... r :"'_III ::-: r iii!:: LI&ft6 rC' >0 Figura 2.7.- Clases de tamafio estandar de sedimentos. (Friedman y Sanders, 1978). 25 Las clascs de tamanos de las partkulas se muestran en la figura 2.7. El diametro viene en milimetros, pero en Sedimentologia se expresa en otra unidad, el phi. Algunas metodologias Las fracciones gruesas (mayores a 2mm) se miden con un vernier. el estudio de los sue10s tambien las fracciones finas se pueden reconocer al tacto, par 10 que se siguen los panlmetros de la figura 2.8; pero para lograr mayor detalle es preciso aplicar otras tecnicas de analisis de laboratorio. '$(: El tamizado es un metodo que consiste en hacer pasar la muestra de sedimentos por una serie de mallas de diametros cada vez mas pequeiios. Se utiliza para separar las fracciones mayores y las arenas de los limos. '$(: El metodo del hidr6metro se utiliza para separar porcentajes de arenas, limos y arciIlas, 10 cual se obtiene segUn el tiempo de decantaci6n de cada una de tales clases de tarnano. El metodo de la pipeta es mucho mas preciso que el del hidrometro, pues separa fracciones dentro de las arenas 0 dentro de los limos. De tal manera que se pueden separar limos gruesos, medios y finos. cQn:a.tituida PQ' 9rMoe ibMt;. Y 5CJp.!ItabifMi Col'll 10& d$d(m, Un mQld. htimeck; slto..mmonfll Q 1itn1o un tacto bpem. (fa $$rnl :p.r.diomirla $obre Po:s; WO$ en 'lJ.IlI'CO Ie.. cJetdO$, forma un moidft qlJl* sa per(l< o-primioo en hui"rH'too rr:OF'fTlJ"-UIn mt>k'.NJ eatabie $oj Ct.tandt;l Ie oprin'la> Os d&dDS. se ob$ents.n Ia$ Ez &ua.ve- all estes .aeco y un POdo 1IiIl"'. Jo.II'iI rofMlII unca dalgad.a. se romp 0.1 a:0.100.01 .J ~ 0.01 :::> ~ :::> tructura de deIiI)Osieioo C, Conglomeredo eoo 10$ ej(l!;. mayor." de $1,1. ft:anfo* t>ritnIIflOO, &sladfS1ica.menm pafslelos II los pianos deseparaci6n, (Tel