UNIDAD I      CONCEPTOS SEDIMENTOLOGICOS

 1.1-. PRINCIPIOS GENERALES

Las continuas transformaciones que sufre la tierra son impulsadas por fuerzas de

origen interno y externo. Las primeras son el resultado de la dinámica terrestre y

son responsables de la modificación de la corteza por medio de la formación de

las montañas, de cuencas sedimentarias, etc. Las de origen externo en cambio

tienden a destruir las irregularidades de la superficie de los continentes originadas

por las fueras internas y a restablecer el equilibrio de la litosfera. Se manifiestan

en los procesos de erosión y transporte de materiales por el viento la lluvia, los

GEOLOGIA DE

YACIMIENTOS

UNIDAD N. 1

ríos, el mar y los glaciares. De manera que se puede hablar de un ciclo donde

alternan los procesos destructivos y constructivos de los materiales de la corteza

terrestre, que así está sometida a cambios constantes.

Los procesos formadores de las rocas sedimentarias tienen lugar en la superficie

terrestre o muy cerca de ella, en ese sentido se dice que son procesos exógenos.

En contraposición con los formadores de las rocas ígneas y metamórficas que son

los endónenos.

Los procesos exógenos dan lugar a la redistribución y a la reorganización de los

materiales terrestres como resultado del intercambio con la atmósfera y la

hidrosfera. La redistribución tiene lugar por el desgaste o DEGRADACIÓN de las

rocas que constituyen generalmente áreas elevadas en la superficie terrestre y, la

posterior deposición de los materiales removidos en las áreas deprimidas o

AGRADACIÓN. Esta tendencia a la nivelación de la superficie terrestre se

denomina GRADACIÓN.

Se le ha considerado parte de la estratigrafía y según el glosario AGI, es el estudio

de la roca y los procesos de formación. Lombarda (1970), considera que es parte

de la estratigrafía, y que se encargaba de la reconstrucción del medio original

(sedimentario) por medio de los datos que aportan los materiales de la capa según

su lugar de formación.

CICLO SEDIMENTARIO:

La Tierra es un sistema natural, en donde interactúan muchos subsistemas

interrelacionados formando un todo complejo. El ciclo de las rocas es uno de estos

subsistemas, el cual nos permite conocer y examinar muchas de las relaciones

entre las diferentes partes del planeta.

El ciclo de las rocas determina cuál de los tres tipos de rocas se formará, y es muy

útil para:

Conocer el origen y los cambios que experimentan las rocas ígneas,

sedimentarias y metamórficas, bajo diversas condiciones.

Comprender los procesos que ocurren en el interior y exterior de la Corteza

Terrestre.

Entender las relaciones de los distintos ambientes conceda tipo de roca y su

vinculación con otros procesos que actúan sobre y dentro del planeta. Dentro del

ciclo de las rocas existen otros ciclos de menor orden; uno de los más importantes

es el “Ciclo Sedimentario” .El objetivo del ciclo sedimentario es el estudio integral

de las rocas sedimentarias, por medio del cual se interpreta la historia geológica

con todos los procesos que se relacionan y que les dieron origen; este ciclo

consiste de las siguientes fases.

Intemperismo – Erosión – Transporte –Sedimentación – Diagénesis –

Levantamiento – Intemperismo.

El ciclo sedimentario implica investigar:

La formación de los distintos tipos de sedimentos y los procesos que los

originaron.

La procedencia de estos sedimentos, es decir, determinar el tipo de rocas

madre que produjeron esos materiales y de donde provienen esos

sedimentos.

Determinar el mecanismo o mecanismos de dispersión delos sedimentos

formados, estableciendo el sector donde los sedimentos se han esparcido.

Interpretar la dirección, la distancia y los mecanismos de transporte.

Interpretar y reconstruir el Ambiente de depósito.

Determinar los cambios y modificaciones a que han estado sometidos los

sedimentos después de ser depositados (diagénesis), inclusive cambios

internos físicos y químicos que conducen a la litificación.

Interpretar la evolución de la corteza, es decir los ciclos de larga duración

que puedan dar un indicio de la evolución física y química de la corteza

terrestre.

1.2 PROPIEDADES Y CARACTERISTICAS DE LOS SEDIMENTOS

El sedimento puede experimentar grandes cambios desde el momento en que fue

depositado hasta que se convierte en una roca sedimentaria, el sedimento tiene

dos orígenes principales.

En primer lugar el sedimento puede ser una acumulación de material que consiste

en la fragmentación mecánica de las rocas en unidades menores que se

denominan CLASTOS y que pueden estar constituidos por trozos de roca ó por los

minerales que la componen. No se producen cambios químicos ni mineralógicos,

los depósitos de este tipo se llama DETRITICOS y las rocas sedimentarias que

forman se llaman ROCAS SEDIMENTARIAS DETRITICAS.

La segunda fuente principal del sedimento es el material soluble producido por

gran medida por meteorización química. Los sedimentos pueden ser transportados

por medio de suspensión, solución, tracción o saltación.

Las propiedades de los sedimentos son:

El tamaño de las partículas es un atributo fundamental de las rocas sedimentarias

siliciclásticas y por ende una de las propiedades descriptivas importantes.

Las partículas en los sedimentos varían en tamaño desde micras hasta metros.

Escala de medición más usada es la de Udden-Wenworth, la cual es una escala

geométrica en la que cada valor es, o el doble del valor que la precede, o la mitad,

dependiendo del sentido de dirección.

Esta escala está dividida en cuatros grandes categorías: arcilla, limo, arena y

grava.

La forma de los granos se refiere a la configuración burda de las partículas y

refleja variaciones en sus proporciones (longitudes de ejes mayores)

Textura superficial se refiere a marcas de micro relieve de pequeña escala, como

picaduras, rasguños y surcos que ocurren en la superficie de los granos

SEDIMENTOS

un sentido estricto sedimento y sedimentos tienen un significado diferente, ya que

se llama sedimento al material en transporte (suspensión, solución, tracción o

saltación) o recientemente depositado, tiene fundamentalmente un significado

dinámico, de material en movimiento que no ha llegado a lograr su estabilidad

física completa. Cuando este sedimento ha sido depositado en forma de material

sólido, por cualquier sustancia móvil (agua, aire, hielo, etc.), sobre la superficie de

la tierra nos esta mosrefiriendo al término de sedimentos, por lo tanto, sedimentos

tiene fundamentalmente un significado estático. Cuando el sedimento se deposita,

ya sea por una decantación física, por precipitación química o por crecimiento

orgánico, ocurre el proceso de sedimentación, y cuando los sedimentos se litifican

reciben el nombre de roca sedimentaria.

TIPOS DE SEDIMENTOS

Los sedimentos pueden ser solubles o insolubles.

Sedimentos insolubles,

Corresponde con fragmentos de roca, minerales (cuarzo, feldespatos, etc.) y

minerales arcillosos.

Sedimentos solubles,

Son minerales precipitados a partir de materiales en solución acuosa. Los

sedimentos en forma práctica son de tres tipos: Sedimentos siliciclásticos.

(Terrígenos o detríticos)Sedimentos alquímicos o intraclastos. Sedimentos orto

químicos. Los sedimentos se originan de las regiones continentales

por fragmentación mecánica y descomposición química

Sedimentos siliciclásticos

(Terrígenos o detríticos). Son fragmentos de roca sólidos o minerales derivados de

la erosión de una masa continental manteniéndose durante toda su evolución

como partículas sólidas, los cuales son transportados por algún agente.

Representan el residuo de una compleja historia de procesos, pudiendo haber

sufrido algunos cambios químicos o mineralógicos.

Sedimentos alquímicos o intraclastos.

Son fragmentos sólidos formados por precipitación química a partir de soluciones

y posteriormente desplazados dentro de la misma cuenca de depósito en solución

acuosa, dispersión coloidal, etc. Los fragmentos o conchas enteras, fragmentos

orgánicos, oolitas, peloides, etc., se consideran como sedimentos alquímicos.

Sedimentos orto químicos.

Son precipitados o bioquímicos“ in situ” los más importantes son los lodos micro

cristalinos de calcita o dolomita, cemento calcáreo o silíceo, lodos de diatomeas o

radiolarios, nano plancton calcáreo o silíceo cloruros y sulfatos. MADUREZ DE

LOS SEDIMENTOS El concepto de madurez de un sedimento, hace referencia al

grado de desarrollo que ha alcanzado el o los procesos que generaron ese

sedimento y que conducen en su máxima expresión a sedimentos estables

composicionalmente y texturalmente, es decir, son homogéneos (sedimentos

maduros) o heterogéneos (sedimentos inmaduros)

MADUREZ MINERALÓGICA

La madurez mineralógica implica la retención por la roca de sus componentes

minerales más estables, es decir: Sedimentos mineralógicamente más maduros

son aquellos que contienen un porcentaje mayor de minerales estables y

físicamente más resistentes, como el cuarzo, fragmentos silexíticos y minerales

pesados ultra estables (circón, turmalina, etc.).

1.3 PROCESOS INTERNOS Y EXTERNOS EN LA GENERACION DE

SEDIMENTOS.

 

Las continuas transformaciones que sufre la tierra son impulsadas por fuerzas de

origen interno y externo. Las primeras son el resultado de la dinámica terrestre y

son responsables de la modificación de la corteza por medio de la formación de

las montañas, de cuencas sedimentarias, etc. Las de origen externo en cambio

tienden a destruir las irregularidades de la superficie de los continentes originadas

por las fueras internas y a restablecer el equilibrio de la litosfera. Se manifiestan

en los procesos de erosión y transporte de materiales por el viento la lluvia, los

ríos, el mar y los glaciares. De manera que se puede hablar de un ciclo donde

alternan los procesos destructivos y constructivos de los materiales de la corteza

terrestre, que así está sometida a cambios constantes. 

Los procesos formadores de las rocas sedimentarias tienen lugar en la superficie

terrestre o muy cerca de ella, en ese sentido se dice que son procesos exógenos.

En contraposición con los formadores de las rocas ígneas y metamórficas que son

los endógenos.

Los procesos exógenos dan lugar a la redistribución y a la reorganización de los

materiales terrestres como resultado del intercambio con la atmósfera y la

hidrosfera. La redistribución tiene lugar por el desgaste o DEGRADACIÓN de las

rocas que constituyen generalmente áreas elevadas en la superficie terrestre y, la

posterior deposición de los materiales removidos en las áreas deprimidas ó

AGRADACIÓN. Esta tendencia a la nivelación de la superficie terrestre se

denomina GRADACIÓN. 

1.4 PROCESOS BIOLOGICOS Y QUIMICOS EN LA GENERACION DE

SEDIMENTOS

Las aguas de los mares, lagos y ríos contienen disueltas ciertas sales que por

evaporización, sobresaturación, descomposición e influencias de ciertos

organismos las depositan, formando yacimientos de gran espesor.

Los sedimentos pueden ser del tipo:

ALOQUIMICOS: Son fragmentos esqueletales como conchas enteras, fragmentos

orgánicos o granos no esqueletales.

ORTOQUIMICOS: Son precipitados "in situ" los más importantes son los lodos

micro cristalinos de calcita y dolomía.

1.5 TRANSPORTE Y DEPÓSITO

El transporte es el movimiento de partículas separadas de las rocas por acción de

la gravedad y la de algún medio, como el agua, aire, hielo. El transporte produce

una selección de los materiales (tamaños, forma etc.) por medio de los siguientes

medios de transporte de los sedimentos.

GRAVEDAD: El mecanismo más simple de transporte de sedimentos es el

movimiento de partículas bajo gravedad hacia abajo de una pendiente. La caída

de las rocas genera sedimento en la base de las laderas. Generalmente

compuestas por sedimentos gruesos

AGUA: Esta fluye sobre la superficie de la tierra en los canales y ríos. Las

corrientes en los mares son impulsados por el viento, estos flujos pueden ser lo

suficientemente fuertes para llevar materia grueso a lo largo de la base del flujo y

el material más fino en suspensión, los mecanismos por los que el agua mueve

este material son:

Ríos: Hay una buena selección y redondamente. En torrentes abanicos el material

se selecciona y se redondea menos y suelen dar gruesas capas de sedimentos

Mares: Hay una buena selección y redondamente (playas, barras arenosas). Las

corrientes de turbidez no seleccionan demasiado y se produce un transporte en

masa

AIRE: El viento que sopla sobre la tierra puede recoger el polvo y la arena y

llevarlo a grandes distancias. La capacidad del viento para transportar material

está limitada por la baja densidad de aire, hay un altísimo grado de selección y

redondamente. 

HIELO: Es por tanto, el agente erosivo más eficaz, capaz de transportar grandes

cantidades de escombros clásticos alrededor de casquetes polares y en las zonas

montañosas con glaciares. El volumen del material desplazado por el hielo ha sido

muy grande en épocas de glaciación extensiva.

1.6 ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS

Se define como la deposición geométrica de los elementos que constituyen un

sedimento, son formados al momento del depósito o poco después pero antes de

la consolidación de los sedimentos en que se desarrollan son del tipo:

Inorgánicas: Son el resultado de la interacción de la gravedad con las

características físicas u químicas del sedimento así como las condiciones

hidrodinámicas

Orgánicas: Son las marcas de la actividad orgánica en los sedimentos.

Las estructuras sedimentarias se clasifican de acuerdo a la etapa en que se

formaron y son:

Pre-de posicional

Sin-de posicional

Post-de posicionales

1.7 ESTRUCTURAS DE DEPÓSITO.

Los depósitos sedimentarios se forman por la acción de los procesos

geomorfológicos y climáticos, debido principalmente al medio de transporte y a la

meteorización. Los distintos medios de sedimentación originan una serie de

depósitos cuyas características están relacionadas con las condiciones de

formación de estos sedimentos. Así, la clasificación de los materiales,

granulometría, forma y tamaño, dependen del medio de transporte. Conociendo

los factores geomorfológicos y climáticos, es posible prever la disposición y

geometría del depósito, propiedades físicas y otros aspectos de interés.

En función de las relaciones geológicas de los depósitos sedimentarios, estos se

clasifican:

1-Depósitos coluviales.

2-Depósitos aluviales.

3-Depósitos lacustres.

4-Depósitos litorales.

5-Depósitos glaciares.

6-Depósitos de climas áridos y desérticos.

7-Depósitos evaporíticos.

8-Depósitos de climas tropicales.

9-Depósitos de origen volcánico.

1-Depósitos coluviales:

Son materiales transportados por gravedad, la acción del hielo – deshielo y,

principalmente, por el agua. Su origen es local, producto de la alteración in situ de

las rocas y posterior transporte como derrubios de ladera ó depósitos de

solifluxión.

Frecuentemente están asociados a masas inestables. Su composición depende de

la roca de la que proceden, estando formados por fragmentos angulares y

estereométricos, generalmente de tamaño grueso, englobados en una matriz limo

arcillosa. Su espesor suele ser escaso, aunque puede ser muy variable.

La resistencia de estos materiales es baja, sobre todo en la zona de contacto con

el sustrato rocoso, y cuando se desarrollan altas presiones intersticiales como

consecuencia de lluvias intensas.

La columna tipo de un depósito coluvial es:

Columna tipo de un depósito coluvial.

Algunos ejemplos son:

Depósito coluvial. Los fragmentos de roca angulares a suban gulares de diversos

tamaños caen sobre una ladera por gravedad formando suelo, nótese que este

depósito posee poco espesor. Valle del río Chillón.

Depósito coluvial. Se puede observar la granulometría diversa y la forma angular

de los elementos englobados en una matriz limo arcillosa. Valle del río Fortaleza.

Depósito coluvial - aluvial, existe una transición entre estos dos tipos de depósitos,

ya que por una parte se presenta una matriz lodosa que transporta el sedimento

Ejemplos:

Depósito litoral. Supe / Lima.

Depósitos litorales de estuario (centro de la imagen) entre depósitos de origen

fluvial. La presencia de material fino (limo y arena fina) y laminaciones delgadas

finas es predominante en este tipo de sedimentos. Valle del río Pativilca.

Depósitos fluviales (parte inferior, color gris claro) y depósitos aluviales (parte

superior, colo beige). Cerca a la desembocadura del río Pativilca / norte de Lima.

5-Depósitos glaciares:

Son depósitos transportados y depositados por el hielo o por el agua de deshielo.

Están formados por tillitas y morrenas. Su composición es muy hetero métrica y la

distribución es altamente errática. Los depósitos fluvio-glaciares contienen

fracciones desde gravas gruesas a arcillas; están algo clasificadas y su

granulometría decrece con la distancia frente al glaciar. Sin embargo, los de origen

lacustre-glaciar presentan fracciones más finas, predominando las arcillas y las

estructuras laminadas, típicas de las arcillas barbadas.

La heterogeneidad y anisotropía es la característica típica de estos depósitos,

pues coexisten desde las arcillas hasta las gravas gruesas y grandes bloques. Al

estar la permeabilidad directamente relacionada con la granulometría, estos

suelos son muy sensibles a los incrementos de presión intersticial producidos por

las lluvias torrenciales y por el deshielo. En estos depósitos son muy frecuentes

los fenómenos de solifluxión y de inestabilidad de laderas.

La columna tipo de un depósito glaciar es:

Columna tipo de un depósito glaciar.

Ejemplo:

Al fondo, depósitos glaciares en la base del valle glaciar en forma de "U". Goyllaris

quizga / Cerro de Pasco.

6-Depósitos de climas áridos y desérticos:

Los ambientes áridos tienen una serie de implicaciones medioambientales, como

la desecación profunda, la acumulación de sales y la alta movilidad de los

sedimentos con el viento, los cuales condicionan las propiedades de estos suelos,

entre las que destacan:

-Muy bajo contenido de humedad, dando lugar a suelos no saturados, con

succiones relativamente altas.

-Bajo contenido en materia orgánica, por lo que los suelos áridos resultan pobres

para fines agrícolas.

-Desarrollo de una costra rica en sales; la pérdida de humedad por evaporación en

la superficie produce cementaciones por precipitación de sales.

-Muchos suelos áridos tienen un origen eólico, resultando un suelo mal graduado,

con una estructura muy suelta.

Características de los depósitos de climas áridos y desérticos.

7-Depósitos evaporíticos

Estos depósitos están formados por la precipitación química de sales, cloruros o

sulfatos, típicos de medios árido o desérticos, lacustres, lagunares y litorales. Las

características comunes a estos depósitos son las siguientes:

-Producen reacciones químicas con los hormigones, que pueden ocasionar su

deterioro y destrucción.

-Son fácilmente solubles, sobre todo los cloruros.

-Pueden sufrir cambios de volumen, al pasar las anhidritas a yesos.

-En superficie forman costras.

-Representan un riesgo de hundimiento cuando se producen fenómenos de

disolución y carstificación.

8-Depósitos de climas tropicales

Las condiciones climáticas en regiones tropicales con alta humedad y altas

temperaturas determinan una intensa meteorización química, originando suelos

residuales muy desarrollados. Su composición mineralógica, su fábrica y las

condiciones geoquímicas del medio controlan el comportamiento geotécnico de

estos suelos. Cuando se precipitan altos contenidos de hierro y aluminio se forman

lateritas. Si las condiciones de drenaje son deficientes pueden formarse los

denominados suelos negros, ricos en esmécticas. Si el drenaje es alto se forman

las arcillas rojas, ricas en haloysitas.

En los suelos tropicales son frecuentes los en acostamientos, con mejores

propiedades geotécnicas en superficie que en profundidad. Tienden a formar

agregaciones de partículas de arcilla de tamaño de limo y arena, dando resultados

en los análisis granulométricos y de plasticidad que no corresponden a su

naturaleza arcillosa; son altamente sensibles a la desecación. Los tipos de suelos

más representativos son los siguientes:

-Zonas de ladera y de montaña: formación de suelos rojos. Suelos ricos en

haloysitas en condiciones de buen drenaje. Cambios de propiedades geotécnicas

son la desecación y la agregación de partículas.

-En zonas bajas y llanuras: formación de suelos negros. Predominio de las

esmécticas. Problemas de Expansivita y mal drenaje.

-Suelos encostrados: Presentan un buen comportamiento geotécnico. En función

del tipo de mineral predominante se forman lateritas (Al), ferricritas (Fe),

silcritas (Si), o calcritas (Ca).

:

1.8 FACIES SEDIMENTARIAS

Se denomina facies al conjunto de rocas sedimentarias o metamórficas con

características determinadas, ya sean paleontológicas (fósiles) o litológicas

(composición mineral, estructuras sedimentarias, geometría, etc.) que ayudan a

reconocer los ambientes sedimentarios o metamórficos, respectivamente, en los

que se formó la roca. Algunas asociaciones de facies permiten caracterizar con

bastante precisión el medio sedimentario en el que se formaron, como las facies

detríticas fluviales o las turbidíticas de talud continental.

El término facies fue acuñado por el geólogo suizo Amanz Gressly en 1838 y fue

parte de su importante contribución a las bases de la estratigrafía moderna, la cual

sustituyó a las anteriores nociones de Neptunismo.

La ley o regla de Walter, llamada así por el geólogo Johannes Walter, establece

que la sucesión vertical de facies (sin discontinuidades estratigráficas) refleja la

misma secuencia de facies que se formaban lateralmente en el medio

sedimentario. Se debe a que cuando hay cambios en un ambiente sedimentario —

diferencia de aportes, subsidencia, variación del nivel del mar, etc.— las facies

que estaban sedimentándose adyacentes y yuxtapuestas se depositan encima de

las otras, superpuestas, respetando el mismo orden o polaridad que tenían sobre

la superficie de deposición[]

Un ejemplo de esta ley es la sucesión estratigráfica vertical que caracteriza una

transgresión marina, que refleja las facies que pueden verse lateralmente en un

medio litoral actual, pero en una secuencia continua vertical. En un ejemplo que

puede tener muchas variaciones, de abajo a arriba: empezando con facies

continentales (fluviales, de delta), siguiendo con facies litorales (cordón dunar,

playa, medio internaría) y culminando con facies típicas de mar abierto (barras

arenosas submareales o facies de plataforma carbonatada).