procesos y rocas sedimentarias

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.


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


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.


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.


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.


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.


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.


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.


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.


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


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.


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


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


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


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


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.


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.


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


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.


La estratificación puede

ser: Paralela

Cruzada


Ripples (ondulaciones)


Grietas de desecación: grietas en forma de polígono que se forman en depósitos de grano fino debido a la deshidratación


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.


1.Dibuje y explique los procesos sedimentarios exógenos.

2. Realice un esquema con los tamaños de los sedimentos y

respectivas rocas

ACTIVIDAD EN CLASES

procesos y rocas sedimentarias

Engineering