TP-R-Sedimentarias

GUIA DE TRABAJOS PRACTICOS DE GEOLOGIA GENERAL –

DEPTO. DE GEOLOGÍA Y PETROLEO

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111... TRABAJO PRACTICO N°5: ROCAS SEDIMENTARIAS........................2

1.1. INTRODUCCION ..................................................................................................... 2 1.2. METEORIZACION ................................................................................................... 2 1.3. EROSION ................................................................................................................ 4 1.4. TRANSPORTE ........................................................................................................ 5 1.5. DEPOSITACION...................................................................................................... 5 1.6. LITIFICACION.......................................................................................................... 5 1.7. OTROS CONCEPTOS A SABER............................................................................ 7 1.8. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS............................................ 8 1.9. TEXTURAS DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS CLASTICAS............................. 10 1.10. POROSIDAD...................................................................................................... 12 1.11. PERMEABILIDAD.............................................................................................. 13 1.12. ANALISIS GRANULOMETRICO........................................................................ 14

1.12.1. Curva acumulativa: .................................................................................... 14

222... BIBLIOGRAFIA CONSULTADA.............................................................15

2.1. CLASES PRACTICAS ........................................................................................... 15



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111... TRABAJO PRACTICO N°5: ROCAS SEDIMENTARIAS

1.1. INTRODUCCION

Los sedimentos son materiales formados como consecuencia de la actividad

química o mecánica (meteorización) ejercida por los agentes de denudación sobre

las rocas preexistentes (ígneas, sedimentarias y metamórficas). A continuación

agentes erosivos como las aguas de escorrentía, el viento, las olas y el hielo extraen

los productos de la meteorización y los transportan a una nueva localización donde

serán depositados (superficie de la tierra y/o en el fondo del mar). Después de la

sedimentación, este material que ahora se denomina sedimento se litifica, es decir

pasa a ser una roca sedimentaria. Los procesos sedimentológicos ocurren sin la

acción de altas presiones y temperaturas.

Sedimentología: Es el estudio de los sedimentos y su formación.

1.2. METEORIZACION

Se define así al conjunto de procesos físicos, químicos y biológicos que

determinan la descomposición química y destrucción mecánica de la roca "in situ".

Comúnmente los dos procesos se efectúan en estrecha coordinación, pero

dependiendo de las condiciones y circunstancias locales, pueden predominar

cualquiera de los dos.

Meteorización mecánica : La meteorización mecánica depende de fuerzas

que pueden destruir las rocas en una forma mecánica, la roca se rompe en

fragmentos cada vez más pequeños que conservan cada uno las características del

material original. Los más importantes son:

Expansión térmica: El ciclo diario de temperatura puede meteorizar las

rocas, en particular en desiertos cálidos donde las variaciones diurnas pueden

superar los 30°C. El calentamiento de una roca produce expansión y el enfriamiento

causa contracción esta acción durante mucho tiempo genera desintegración.



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Gelifracción: Ciclos repetidos de congelación y deshielo en las grietas de la

roca representan un proceso importante de meteorización.

Descompresión: Cuando grandes masas de roca ígneas, en particular el

granito, quedan expuestas a la erosión, las losas concéntricas empiezan a soltarse

(lajeamiento). Esto se produce en parte debido a la reducción de la presión cuando

la roca que está encima es erosionada.

Meteorización química: La meteorización química incluye todos los procesos

con apoyo químico. Los factores más importantes son la presencia de agua, el

oxígeno y la temperatura que darán lugar a los procesos de oxidación, disolución e

hidrólisis entre los más importantes.

Disolución: un ejemplo de este proceso es el caso de la disolución de rocas

carbonáticas por acción del agua de lluvia. (Ver ej.gráfico).



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Oxidación: Se produce cuando el oxígeno se combina con el hierro para

formar el óxido férrico. También, se oxidan los minerales ferromagnesianos y

algunos sulfuros de hierro.

Hidrólisis: los silicatos se descomponen sobre todo mediante hidrólisis, que

consiste en la reacción de cualquier sustancia con el agua. Ej. En un granito el

feldespato potásico cuando es meteorizado se altera a caolinita (mineral arcilloso).

Meteorización orgánica-biológica: La meteorización orgánica biológica no

es tan importante en la naturaleza, Pero también cumple su función. Especialmente

los ácidos producidos por plantas podrían afectar las rocas. El rol de algunas

bacterias también podría ser importante.

1.3. EROSION

Es el desgaste de las rocas de un lugar por la acción de agentes de la

superficie terrestre y la resultante de un conjunto de procesos entre los cuales

sobresalen la meteorización y el transporte.

Agentes: agua, hielo, viento,

Factores que influyen: velocidad de flujo y tamaño de las partículas.

Tipos: eólica, fluvial, glaciar.



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1.4. TRANSPORTE

Los sedimentos liberados por el intemperismo son transportados por tres

medios principales (agua, aire y hielo) desde el área de origen hasta su lugar final de

reposo. Sin embargo, el transporte de los sedimentos puede variar desde distancias

despreciablemente pequeñas hasta muy grandes.

Transporte Depósitos de sedimentos

Subaéreo

Arenas c/estratificación cruzada, loess.

Subacuático

Arenas c/estratif.cruzada, gradadas,

limos y arcillas.

Masa p/gravedad

Depósitos pobremente seleccionados y

no

Estratificados, partículas desde bloque a

arcilla.

Glacial Idem anterior

1.5. DEPOSITACION

Cuando cesa la energía necesaria para mantener el movimiento de los

sedimentos, éstos se depositan.

1.6. LITIFICACION

La litificación es el proceso que convierte a un sedimento en una roca

sedimentaria compacta y pétrea. Uno de los procesos que afectan a los sedimentos

es la compactación. A medida que los sedimentos se acumulan a través del paso del

tiempo, el peso del material suprayacente comprime los sedimentos más profundos y



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al aproximarse los granos hay reducción del espacio poral. En el caso de las arcillas

pueden reducir hasta un 40% su volumen, en tanto que en las arenas al ser de

grano más grueso es menos significativo este cambio.

La cementación es el proceso más importante mediante el cual los

sedimentos se convierten en rocas sedimentarias, los materiales cementantes son

transportados en solución por el agua que percola a través de los espacios abiertos

entre las partículas, con el tiempo el cemento precipita en esos espacios uniendo de

esta forma los clastos. La calcita, la sílice y el óxido son los cementos más comunes.

A los cambios que ocurren en los sedimentos a bajas temperaturas, entre el

tiempo de depositación y antes de la litificación completa, se lo denomina

"Diagénesis".

- Compactación: Las partículas sólidas de los sedimentos son presionadas

unas contra otras por el peso del material suprayacente, ocasionando la reducción

del volumen del sedimento.

La compactación de las areniscas cuarzosas parece haberse llevado a cabo

lentamente por disolución en los contactos de unos granos con otros.

Las calizas y dolomías de baja porosidad parecen deber su consolidación a

la estrecha cementación producida por el carbonato de calcio introducido en

disolución. Las calizas generalmente no han sido compactadas mucho bajo la carga

del material suprayacente por simple acomodamiento de sus partículas.

- Cementación: Las arenas no consolidadas tienen poros intercomunicados,

pero la introducción del cemento sella algunos de los poros. La cementación es una

precipitación de material nuevo en los intersticios de un sedimento.

Los cementos de las areniscas son generalmente silíceos, calcáreos o

ferruginosos.

El cemento de carbonato puede resultar de la recristalización de la materia

orgánica o del agregado y mezcla de precipitados químicos de carbonato de grano

fino.



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Los cementos ferruginosos son comunes en los depósitos terrestres en los

que la alteración de condiciones húmedas y secas conduce a la introducción del

hierro en disolución, seguida por su oxidación. Los minerales de hierro como la

magnetita y la hematita pueden, en condiciones oxidantes, ceder si hierro para

formar el cemento.

- Recristalización: Parte del material original de los sedimentos es tomado

en disolución durante la diagénesis o durante la compactación larga y profunda. Si el

material disuelto es redepositado, puede mencionársele como material

"Recristalizado". El proceso de recristalización puede cambiar el tamaño original del

cristal, su forma, su redondez y aún su orientación.

1.7. OTROS CONCEPTOS A SABER

Cuenca Sedimentaria: son aquellos ambientes geográficos, tanto

continentales como marítimos o mixtos, adonde van a depositarse los sedimentos y

que son de variada amplitud y que por lo tanto tendrán una historia geológica

común.

Ambientes Sedimentarios: son aquellos lugares donde se acumulan los

sedimentos. Se agrupan en terrestres (continental), transicionales (líneas de costa) y

marinos. Cada uno se caracteriza por ciertas condiciones físicas, químicas y

biológicas. Dado que el sedimento contiene pistas sobre el ambiente en el cual se

depositó, las rocas sedimentarias son importantes para la interpretación de la

historia de la Tierra.

Facies: unidad litológica que posee un conjunto distintivo de características

que la distingue de otras (color, tamaño de grano,composición, estructuras, fósiles).

Cuando se examina una unidad sedimentaria en una sección transversal cada facies

pasa gradualmente en sentido lateral a otra que se formó al mismo tiempo, pero que

exhibe características diferentes.



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Estructuras Sedimentarias: las R. Sedimentarias se acumulan en capas

estas se denominan estratos, cada estrato es único, separando los estratos están los

planos de estratificación. Según sea la posición en que estos se encuentren

podremos hallar: estratificación cruzada, estratificación gradadas, grietas de

desecación, ondulitas, entre otras.

Lutita: es una roca sedimentaria compuesta por partículas del tamaño de

arcilla y limo, constituyen más de la mitad de las R.S.

Estos materiales de grano fino tienden a formar capas delgadas lo que le da

fisilidad, serán poco cementadas y no bien litificadas.

Se depositan en ambientes de lagos, llanuras de inundación de ríos, lagunas

y zonas de cuencas oceánicas profundas

1.8. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS

Este material, cuando se dan las condiciones propicias de acuerdo a lo ya

visto, se deposita y va a formar las rocas sedimentarias o sedimentitas. Puede

suceder que quede como agregado suelto, como por ejemplo arenas, o se

consoliden por distintos procesos diagenéticos originando los diversos tipos de

sedimentitas. Las clasificaciones varían según los autores y también se seleccionan

en función del objetivo del trabajo.

Por ejemplo:

• Rocas Detríticas o Clásticas

• Conglomerados, Brechas

• Arenisca

• Limolitas

• Arcilitas

• Químicas/Bioquímicas

• Evaporitas



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• Rocas Carbonáticas

• Rocas Silíceas

• Orgánicas

Para el desarrollo de los prácticos hemos seleccionado las tablas que se

adjuntan y en función de ello es el desarrollo teórico de esta guía.

Las rocas sedimentarias en general se producen de dos modos diferentes.

Algunas son acumulaciones mecánicas de partículas de roca conocidas como

CLASTICAS; otras son depositadas por medios químicos (incluyendo los

bioquímicos) y se designan como QUIMICAS O BIOQUIMICAS.

- ROCAS CLASTICAS: La mayoría de los sedimentos depositados

mecánicamente consisten en detritos, que representan a los materiales del

intemperismo y la erosión de la superficie. El grueso del volumen de los sedimentos,

como las areniscas, conglomerados, limolitas y arcillitas pertenecen a este grupo:

conocidos como rocas "EPICLASTICAS".

Podemos definir así los elementos componentes de una roca epiclástica:

-CLASTOS: Que representan

los individuos de mayor

granulometría.

- MATRIX: Que son los

individuos más pequeños

(siempre en dimensiones

relativas).

- CEMENTO: Que actúa como

ligante. Este cemento es una

sustancia de origen químico,

calcáreo, silíceo, ferruginoso o

bien orgánico, como es el

caso de los bitúmenes.



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Pueden existir sólo clastos y cemento faltando la mátrix. Puede faltar el cemento y

estar formado solo por clastos y mátrix. En la foto superior vemos los tres

elementos: clastos, matrix y el cemento ferruginoso y es el material de color rojizo.

1.9. TEXTURAS DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS CLASTICAS

La textura se refiere a la constitución física (relación de clasto a clasto) de

una roca, a diferencia de su composición mineralógica o química. Para decidir como

se deposita una roca sedimentaria, deben estudiarse tanto la composición

mineralógica como los rasgos de textura de la misma.

Todas las rocas clásticas como ya dijimos están compuestas por clastos,

mátrix y/o cemento, tal como le describiéramos en párrafos anteriores.

Otro factor que debemos tener en cuenta:

La redondez: Se relaciona con la agudeza de las aristas y de los vértices de

un fragmento clástico, independientemente de la forma. Todas las formas

geométricas de ángulo recto como el cubo, el prisma etc., tienen sus aristas agudas,

es decir el radio de curvatura tiene valor cero, pero difieren entre sí en su forma.

Basándose en esto podemos definir seis grados de redondez :

Anguloso: Muestra poca o ninguna prueba de desgaste; las aristas y los

vértices son agudos.

Subanguloso: Muestra los efectos típicos del desgaste. Los fragmentos

mantienen todavía su forma primitiva, las caras están virtualmente intactas; pero las

aristas y los vértices han sido redondeados en cierto grado.

Subredondeados: Muestran considerable desgaste. Las aristas y los vértices

están redondeados en curvas suaves, y la superficie de las caras primitivas se

encuentra bastante reducida pero tiene todavía la forma primitiva del clasto.



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Redondeado: Caras originales completamente destruidas, pero todavía

pueden presentar alguna superficie plana. Se reconoce aun la forma primitiva.

Bien Redondeados: Sin caras originales, sin aristas ni vértices, la superficie

consta de curvas amplias.

La Esfericidad: No solo la definimos porque es la forma esférica el límite que

toman muchas rocas o fragmentos minerales por abrasión prolongada sino que la

esfera tiene ciertas propiedades singulares que la constituyen en una norma de

referencia muy útil. De todas las formas posibles, ella posee para un volumen

determinado la menor superficie.

Como consecuencia de esta propiedad, la esfera tiene, entre todas las

formas posibles, la mayor velocidad de decantación en un fluido (siendo constante el

volumen y la densidad). Por ello en condiciones de transporte por suspensión, las

partículas más esféricas tiende a depositarse, mientras que las menos esféricas

serán llevadas. En el transporte por tracción ocurre lo contrario. En condiciones

ideales, la esfericidad se define como s\S; donde:

s: Es la superficie de la esfera de volumen equivalente al fragmento en

cuestión y



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S: Es su superficie. Para una esfera esta tiene un valor = 1 y para cualquier

otro sólido el valor es menor que 1.

1.10. POROSIDAD

Es el porcentaje de espacios vacíos en el volumen total de la roca. La

porosidad efectiva es el porcentaje de poros interconectados.

La distribución de los tamaños (selección) de los granos, la forma, el

empaquetamiento, la cementación y el contenido de arcillas, afectan directamente a

la porosidad de la roca.

Una roca de granos uniformes (bien seleccionados) tendrá mayor porosidad

que una de granos heterogéneos (mal seleccionados), ya que los granos menores

llenarán los intersticios dejados por los mayores.

De acuerdo con su origen la porosidad puede ser clasificada en primaria y

secundaria.

La porosidad original o primaria se desarrolla durante la depositación de los

sedimentos, luego la compactación y cementación la reducen. Es la porosidad

intergranular en areniscas o la intercristalina en calizas.

La porosidad secundaria se desarrolla por varios procesos subsecuentes a

la diagénesis de la roca. Se produce por fractura, disolución de clastos, matriz o

cementos. La porosidad secundaria constituye la forma predominante o exclusiva en

los reservorios de la mayoría de los yacimientos de petróleo y gas.

%100×=VtotalVvacíosPorosidad

%100×=Vtotal

ectadosVvaciosconfectivaPorosidadE



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1.11. PERMEABILIDAD

La permeabilidad de una roca es la propiedad que permite el pasaje de fluidos

sin deteriorar su estructura o desplazar sus partes. Se dice que una roca es permeable

si permite el pasaje de una cantidad apreciable de fluido en un tiempo determinado, e

impermeable si la velocidad de pasaje es insignificante.

La permeabilidad se expresa por la velocidad de flujo Q (cm de fluido por

segundo= cm/seg) que pasa a través de una muestra de roca cilíndrica de sección F

(cm2) y de largo L (cm). Como la velocidad de flujo depende también de la diferencia

de presión P (en atmósfera) y de la viscosidad del fluido M (en centipoises), la relación

es la siguiente:

KLMPFQ ×=..

El factor de proporcionalidad K es la permeabilidad, factor característico de

la roca considerada. Este coeficiente de permeabilidad ha sido denominado

"DARCY".

Un Darcy, es la permeabilidad que permite a un fluído de un centipoise de

viscosidad pasar a través de una sección de 1 cm2 de superficie de roca a un caudal

de 1 cm3 por segundo con un gradiente de presión de 1 atmósfera/segundo.

La permeabilidad está directamente afectada por el tamaño de grano. Ej.

Una grava permite el paso libre a los fluídos, a medida que las partículas se hacen

más pequeñas, los poros se vuelven tambien menores y se requiere una fuerza

mayor o un tiempo mayor para mover un volumen unitario de fluido a través del

sedimento.

En los sedimentos de grano fino, se produce el fenómeno de adsorción, el

agua se fija en la superficie del clasto y no circula. Es el caso de las arcillas que son

las rocas más porosas pero las más impermeables.



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Ejemplos: Porosidad:arcillas 50 - 85%, arena gruesa ∠ 40% .

Permeabilidad: R. Reservorio 1 a 10 mD (milidarcy) regular, 100 a 1000 mD

muy buena

1.12. ANALISIS GRANULOMETRICO

El análisis granulométrico de los sedimentos o rocas sedimentarias

disgregables permite conocer la distribución de tamaño de grano en la muestra .

Es un análisis mecánico que se puede realizar por vía seca o húmeda con

una serie de tamices superpuestos para las fracciones mayores de 62 micrones,

para las fracciones menores el análisis granulométrico se realiza por el método del

pipeteo.

La información obtenida se representa en diferentes gráficos tales como:

Histograma: conocido también como pirámide de frecuencia de distribución,

es la más simple de estas representaciones gráficas. El área de ésta es proporcional

a la cantidad de material de cada clase. El ancho de las columnas se determina por

los límites establecidos para la clase, la altura de las columnas se toma

proporcionalmente a la cantidad de cada clase granulométrica.

La cantidad de cualquier clase dada puede ser medida por "peso". Se utilizan

tamices para efectuar el análisis granulométrico y luego se determina por pesada la

cantidad de material retenido en cada tamiz, obteniéndose el porcentaje o parte

proporcional de toda la muestra.

1.12.1. Curva acumulativa:

La distribución de tamaño puede representarse mediante una curva

acumulativa que se construye a partir de los datos analíticos.

Se computa el porcentaje mayor o el menor de cada una de las distintas

granulometrías. Estas cantidades se representan gráficamente como ordenadas y los

tamaños correspondientes como abscisas. Uniendo los puntos así ubicados se obtiene



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una curva continua. De aquí se pueden obtener algunos coeficientes estadísticos,

media, mediana, desviación estándar, cuartilos, asimetría, valores que me darán mayor

información acerca de la historia de transporte del sedimento.

222... BIBLIOGRAFIA CONSULTADA

PETTIJOHN F.J : Rocas Sedimentarias

HUANG,WALTER : Petrología

TARBUCK y LUTGENS : Ciencias de la Tierra

2.1. CLASES PRACTICAS

El alumno deberá venir con el trabajo práctico estudiado y el cuadro (cuadro adoptado

en clase) fotocopiado

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