cap ii...sedimentogenesis...roc. sed...2015

7/23/2019 Cap II...Sedimentogenesis...Roc. Sed...2015

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CAP IISEDIMENTOGÉNESIS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONALDE INGENIERÍA GEOLÓGICA

Cajamarca, abril del 2015.

CURSO:

PETROLOGÍASEDIMENTARIA



“La corteza terrestre evoluciona hacia la

adquisición de una superficie de equilibrio, en elcual no exista ni erosión ni sedimentación.

Todas las irregularidades de ella, provocadas por

la orogenia, determinan la existencia de zonaselevadas y deprimidas, por lo que los agentesexternos se encargan de erosionar las partes altas,transportar los productos de esta erosión ysedimentarlos en las zonas deprimidas, en dondese forman los sedimentos y después las rocassedimentarias”



Las rocas sedimentarias (del latín sedimentum,asentamiento)

se formaron por la acumulación de sedimentosque se consolidaron en rocas duras, firmes,estratificadas.



sedimentogénesis

Hipergénesis



CICLO EXÓGENO

HIPERGENESIS: METEORIZACION (alteración in situ)EROSION (remoción del materialalterado)

SEDIMENTOGENESIS: TRANSPORTE (del materialerosionado)

SEDIMENTACION (del materialtransportado)

DIAGÉNESIS: Generación de Rocas Sedimentarias a partir del material sedimentado en

cuencas sedimentarias.



HIPERGÉNESIS

Alteración física y química de los minerales inestables y rocasen ambientes de la superficie terrestre o cerca de ella.

También llamada:1.- Supergénesis,por algunosgeomorfólogos ypedólogos franceses

(tal vez, por englobarmecanismos deerosión). No indicauna génesis desuperficie, sinoresultado de un factortiempo.

2.- Gliptogénesis,gliptica es el arte degrabar las rocas,denominación con

mayor caráctergeomorfológico quepetrológico, dado porla modificación de lasuperficie del materialaflorante.

3.- Alteración, tieneun significadopuramente químico yfísico. Se habla de:

Alteración química y Alteración física, lascuales sonmodificaciones físicasy químicas producidasen condicionesatmosféricas, o seaalteración meteórica



HIPERGÉNESIS

Existe la METEORIZACIÓN FÍSICA y QUÍMICA, según seaque estos agentes actúen física o químicamente.

METEORIZACION= efectos que los agentes meteóricos ejercen

sobre el material pre-existente.

EROSION = material meteorizado puesto en movimiento poragentes meteóricos (principalmente).

HIPERGÉNESIS = mecanismos por los cuales los agentesmeteóricos moldean la superficie terrestre.



CENIZAS VOLCÁNICAS

Foto: Sedimentos y piroclastos de Volcánico Sennca(Imata-AQP)



FACTORES METEÓRICOS DE LA HIPERGÉNESIS

Clima; en el cual intervienen:

la temperatura,la humedad,

las precipitaciones,

el régimen de vientos y

las variaciones en el tiempo.

Tectonismo; dando como resultados el relieve y el drenaje queconjuntamente influyen en el transporte de los materiales.

Tiempo geológico



HIPERGÉNESIS. METEORIZACIÓN FÍSICA

Es el conjunto de mecanismos que actúan sobre la roca,rompiéndola y triturándola, generando el aumento de lasuperficie expuesta a las condiciones atmosféricas y

desencadenando la mayor acción química.Está regulada por tres factores principales que son:

a) La roca origen,

b) El tectonismo y

c) E clima.




de la roca se considera:

Los distintos tipos de rocas sobre los cuales se da la Hipergénesis,

Habrán distintas formas de manifestación,

Según las superficies de mínimas tensiones, será que se favorezca laintemperización del material y por lo tanto su rotura,

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A mayor cantidad de discontinuidades en la roca,

más notorios serán los efectos de laHipergénesis.



Hipergénesis.

Metorización física del tectonismo se considera:

Cuando la roca sobrepasa el límite de elasticidad se producendeformaciones permanentes, se originan pliegues.

Cuando se rebasa el límite de ductilidad se rompe y aparecenlas diaclasas, fallas, etc, (grandes discontinuidades quefavorecen la Hipergénesis).

una roca homogénea y compacta es liberada de carga litostática por erosión,

disminuye la tensión y su resistencia interna, por lo cual laroca se romperá en lajas, por ser más fácil llegar al límite deductibilidad.



HIPERGÉNESIS. METORIZACIÓN FÍSICA

DE LOS EFECTOS CLIMÁTICOS .Llevan a ladestrucción de la roca origen por efecto de latemperatura y el grado de humedad. Así actuarán:




INSOLACIÓN. En zonas áridas con diferencias de temperaturasdiurnas nocturnas de hasta 60º. Los cambios térmicos afectan laroca dependiendo también de la composición, la orientación de suscomponentes, minerales oscuros y claros.Por dilatación - contracciónla roca se rompe formando las termoclasas o termoclastos

(fragmentos de roca)




DE LOS EFECTOS CLIMÁTICOS

HIDRATACION. El agua interviene en todos los mecanismos junto con la temperatura, excepto en el de insolación. Hay muchosminerales susceptibles a la hidratación, con aumento de volumen.



HIPERGÉNESIS. METORIZACIÓN FÍSICADE LOS EFECTOS

CLIMÁTICOS

CAPILARIDAD. Se da principalmente en minerales deestructura lajosa (micas, yeso), en las cuales el agua intercapa porsucesivas contracciones - dilataciones, hace que este se separe. Lomismo puede ocurrir con rocas, donde se produce una películaintercristalina que va debilitando la estructura por capilaridad.





FORMACION DE SALES. Es un efecto químico yfísico, donde se da la cristalización de sales en los poros ogrietas de la roca y se denomina efecto de cuña. Laformación de sales también es el resultado de nuevasformaciones por sustituciones o reacciones concompuestos atmosféricos.





HELADAS. Las heladas también generan el efecto de cuña,debido a los poros, grietas, etc., que se rellenan por la condensaciónde agua atmosférica. La misma ejerce presiones del orden de 2100kg/cm2 especialmente en regiones de gran altitud, de climastemplados y áridos. Las grietas producidas por el hielo se llamanCRIOCLASAS.



HIPERGENESIS. METEORIZACIÓNQUIMICA

Se considera como hipergénesis química, a todo elconjunto de aquellos mecanismos encaminados adestruir y transformar los minerales existentes en

el material origen, siempre que estos estén encontacto con la atmósfera.

HIPERGENESIS METEORIZACIÓN QUIMICA



HIPERGENESIS. METEORIZACIÓN QUIMICA

Las reacciones químicas durante la hipergénesis se dan en

un medio acuoso (alteración hipergénica).El agua hipergénica (agua de lluvia):

es una solución muy compleja, con elementos

atmosféricos: O2, CO2, N y menos Cl-2, SO-24, NO-23, eincluso materiales húmicos, productos sólidos, etc.es el agua de escorrentías en contacto con la litósfera eincorpora: CO2, CO-2

3, SO-24, H2SO4, Cl-2 y otros.

G S S O AC Ó Q CA




1.- Hidratación. Es un fenómeno de incorporación de agua de losminerales y rocas. A veces, es agua atrapada por los iones y al formaréstos las sales (minerales), conservan el agua, o parte de ella y es unagua de constitución, por lo tanto, para formarse esa especie mineral,necesita forzosamente el agua, dando lugar a los hidratos, y si pierdenel agua, o parte de ella, se transforman en otras especies minerales

como: SO4Ca.2H2O SO4Ca + 2H2OYeso Anhidrita Agua

Sales hidratables hidrofílicas presentan afinidad por el aguaHidrofóbicas no presentan afinidad por el aguaHigroscópicas agua atmosféricaDelicuesentes se disuelven por tensión de vapor




2.- Disolución. La descomposición de los sólidos por el agua, es unode los efectos hipergénicos más importantes y últimos.

En el medio exógeno, se pueden considerar como:

• Soluciones congruentes aquellas que son reversibles (solución - precipitado),

• Soluciones incongruentes aquellas que no son reversibles en talambiente.

ClNa Halita Olivino SiO4(Fe, Mg)

Soluciones SO4Ca.2H2O Yeso Soluciones Anortita Si2Al2O8(Ca)

Congruentes CaCO3 Calcita Incongruentes Series isomorfas



DOLOMITA CALCITA

Areniscas ferruginosas intercalas conlutitas ferruginosas, que producen una

severa coloración rojiza.

Minerales de la Formación Chulec.

EJEMPLO:




3.- Hidrólisis. Es el mecanismo más importantede la alteración hipergénica, destruye los silicatos

y aluminosilicatos. por ejemplo:

2NaAlSi3O8 + 3 (H2O) = 4SiO2 + Al2Si2O5 (OH)4 + 2Na+ + 2OH- Albita Agua Silice Caolinita

2K AlSi3O8 + 3 (H2O) = 4SiO2 + Al2Si2O5 (OH)4 + 2K + + 2OH-

Ortoclasa Agua Silice Caolinita




4.- Carbonatación

La combinación de los iones de carbonato, CO3=, o de bicarbonato, HCO3-, con un material geológico se llamacarbonatación.

La disolución es un proceso en el que la roca o parte de la misma se

combina con el agua para formar una solución o conjunto de solutos.



CARBONATOS

Grupo de la calcita (Hexagonal; R3c) Grupo del aragonito (Ortorrómbico; Pmcn)

Calcita CaCO3 Aragonito CaCO3Magnesita MgCO3 Witherita BaCO3

Siderita FeCO3 Estroncianita SrCO3

Rodocrosita MnCO3 Cerusita PbCO3

Smithsonita ZnCO3Grupo de la dolomita (Hexagonal; R3)

Dolomita CaMg(CO3)2

Ankerita CaFe(CO3)2

Carbonatos monoclínicos con (OH)-

Malaquita Cu2CO3(OH)2

Azurita Cu3(CO3)2(OH)2



El agua de los climas frios disuelve el CO2 y se forma ácidocarbónico que al reaccionar con la alcita se producebicarbonato soluble en agua: Paisaje Cárstico

Este bicarbonato se introduce en las grietas y aldisminuir la presión se evapora el CO2 y precipita elcarbonato formándose estalactitas y estalagmitas y/ocolumnas



Los sedimentos autóctonos que se producen por carbonatocálcico sufren por la presión alta, la temperatura baja ymucho CO2 soluble produce una descompensación. Enuna profundidad bajo de 4500 m no se deposita CaCO3

(carbonato cálcico).




5.- Oxidación - ReducciónA la combinación del oxígeno con otra substancia se llama oxidación.Las reacciones de oxidación - reducción se desarrollan muy ampliamentedurante la hipergénesis. Muchas veces, también estas reacciones son mixtas, encuanto que también hay simultáneamente: carbonatación, hidrólisis,hidratación, etc.



HIPERGENESIS: METEORIZACION



Es uno de los procesos formativosde las rocas exógenas queestudia los mecanismos por loscuales se origina un sedimento. Siun sedimento es un material sólidoque <<sedenta >> ó queda fijo

sobre un lugar, quiere decir queha sido transportado hasta aquelsitio y por lo tanto, para estudiar elorigen de un sedimento esnecesario conocer lo que se ha

sedimentado, de donde procedeese material, durante cuantotiempo ha sido trasportado, pordonde ha sido transportado.

Definición de Sedimentogénesis

Foto: Sedimentos transportados y depositadosen terrazas del valle de Tiabaya (Arequipa)

(alteración in situ)

EROSION (remoción del material

alterado)

SEDIMENTOGENESIS: TRANSPORTE (del mat.

erosionado)

SEDIMENTACION (del material

transportado)

DIAGÉNESIS: Generación de Rocas Sedimentarias a

partir del material sedimentado en

cuencas sedimentarias.



Comprende el transporte y la sedimentación de losfragmentos originados anteriormente. El resultadoes la formación de los sedimentos. El depósito delos fragmentos se realiza en las cuencas de

sedimentación, que son zonas hundidas de lacorteza donde se acumulan los materiales. Dentrode las cuencas de sedimentación existen diferentesambientes sedimentarios con unas determinadas

condiciones físico-químicas. Podemos diferenciarentre medios continentales y medios oceánicos



Dentro de los medios continentales tenemos los siguientesambientes:

• a) Subaéreos, que comprenden el glaciar y periglaciar y el

desértico y peridesértico• b) Hídricos, que comprenden el fluvial, piedemonte,

lacustre, palustre e hipogeo.

Los medios marinos pueden ser:• a) Mixtos, que comprenden litoral, deltaico y estuario

• b) Marinos estrictos, que comprenden el béntico, pelágicoy recifal.

Sedimentogénesis y Medios depositacionales



S E D I M E N T O G É N E S I S

TRANSPORTE

(del material

erosionado)

SEDIMENTACIÓN

(del materialtransportado)



Foto: Areniscas y lutitas del Grupo Yura (Santuario de Chapi - Arequipa)



SEDIMENTOGÉNESISTerminado el proceso de hipergénesis con lageneración del detrito, éste es puesto en movimientoy será transportado.

El transporte se dará hasta que la energía del agentesea igual a cero, o que la topografía del lugar no

permita la continuación del transporte

Por lo tanto la sedimentogénesis engloba dosmecanismos: transporte y sedimentación.



SEDIMENTOGÉNESIS

Transporte. Es el desplazamiento de losclastos (fragmento de roca o mineral)mientras existe una energía dada,generalmente dinámica de un fluido y que

recibe el nombre de "agente de transporte”,como ser: aire (viento), agua, hielo, etc. yeventualmente roca.Será más importante cuanto mayor sea lacantidad de agente de transporte y dinámica

del mismo, siendo discontinuos en el tiempo(t / clima) y espacio (esp /relieve yorografía).



SEDIMENTOGÉNESISTransporte.

Influirá en el material transportado de distintasmaneras:

seleccionándolo, clasificándolo y modificándolo.

La selección, distribución y modificación de los productos definen el agente de transporte y se

identificara el tipo, duración, dirección y distancia delagente de transporte.



SEDIMENTOGÉNESISTransporte.

El medio de transporte da:Los caracteres texturales del detrito (tamaño, redondez,esfericidad, selección, etc),

Esfericidad.- Medida de la forma de los granosRedondez.- Medida de la angulosidad de aristas

Selección.- Grado de clasificación por tamaños: buena (mismos tamaños) a mala (diversostamaños)

La selección de tamaño por perdida de energía



SEDIMENTOGÉNESIS



SEDIMENTOGÉNESISTransporte. Agentes de transporte

Los agentes de transporte son aquellos que imprimen la energía

necesaria para que un material sea desplazado y puede ser:energía interna (movimientos tectónicos, gravitacional, accidentesgeotécnicos, etc) y

energía externa: son el agua en estado líquido (arroyos, ríos,

mares, océanos), el agua en estado sólido (glaciares) y el aire(viento).

É




Los clastos pueden ser transportados por:

TRACCIÓN, cuando estos son de tamaños considerablesrespecto de la energía del medio y por lo tanto son arrastrados

sobre la superficie, tanto del lecho de un cauce, en las lenguasglaciares.

SEDIMENTOGÉNESIS




SALTACIÓN,

Tamaños menores que los anterioresFluido (aire o agua), tiene la energía suficiente para despegarlos dela superficie y transportarlos en suspensión por un breve espacio detiempo y distancia.Es transporte que se da en los cursos de agua,

Dependiendo de que sea el curso alto, medio o bajo, predominarála erosión sobre el transporte o el transporte sobre la sedimentación

SEDIMENTOGÉNESIS

http://www.uclm.es/users/higueras/yymm/Transporte%20particulas.jpg




SALTACIÓN,

Tamaños menores que los anterioresFluido (aire o agua), tiene la energía suficiente para despegarlos dela superficie y transportarlos en suspensión por un breve espacio detiempo y distancia.Es transporte que se da en los cursos de agua,

Dependiendo de que sea el curso alto, medio o bajo, predominarála erosión sobre el transporte o el transporte sobre la sedimentación SUSPENSIÓN, se da cuando el tamaño granulométrico es tan

pequeño que luego de separado de la superficie es transportado ensuspensión en el fluido (aire o agua) por distancias más

considerables.

http://www.uclm.es/users/higueras/yymm/Transporte%20particulas.jpg



Potencial de Oxidación o Potencial Redox (Eh)

• Es la capacidad de un medio de ceder o ganar electrones.Fe3 + e- Fe2

Agente Reducción Forma reducidaOxidante del agente oxidante

2H2S-2 + O2 H2O + S0 + 4e- Agente Oxidación Forma reducidareductor del agente reductor

• Valores altos positivos indican medios oxidantes y valores bajos onegativos indican medios reductores.



Diagrama Eh-pH

• Juegan un papel muy importante en los procesos diagenéticos.•El valor del Eh del medio condiciona la formación dedeterminados minerales; los óxidos se forman en ambientesoxidantes (Eh alto) y los sulfuros en medios reductores (Eh bajo).

• El diagrama Eh-pH nos muestra el efecto combinado de dichos parámetros sobre los campos de estabilidad de minerales ycompuestos.



Ef t d l t t



Efectos del transporte.

Los efectos del transporte son de dos tipos: efectos sobre el lecho por donde sedesplaza el fluido; efectos sobre los materiales que transporta.



FUERZA QUE DETERMINAN EL TRANSPORTE

las fuerzas que definen y determina el transporte de losdetritos se agrupan en las que hemos denominado:

• Fuerzas de empuje• Fuerzas de sustentación

• Fuerzas de fijación:

FUERZAS DE EMPUJE



Son las motrices del sólido, quees el resultado de las ejercidas

por el fluido sobre el clasto odetrito y, por lo tanto, son

paralelas al movimiento del

fluido.

Por otra parte, estas fuerzastambién serán función de las

características del fluido:velocidad, densidad y viscosidad.

EFECTO DE CHOQUE



EFECTO DE CHOQUE

• Si los sólidos están en el seno del fluido, evidentemente los

más pequeños viajan a mayor velocidad que los mayores ychocan con ellos.

• También el choque oblicuo que ejercen los clastos mayoressobre los iguales o más pequeños, que reposan sobre el cause,que son capaces de comunicarle una energía que sumada a lafuerza de empuje es suficiente para ponerlos en movimiento otransporte.

FUERZAS QUE DETERMINAN EL TRANSPORTE




Son fuerzas que tienden a elevar al clasto o sustentarloy, por lo tanto, son perpendiculares a la dirección delmovimiento. El tamaño del grano esta en relacióndirecta con esta fuerza.

Fuerzas de sustentación.

FE

FS




Son todo aquel conjunto de fuerzas que tienden a mantenerfijo el clasto en la superficie terrestre las variables quedefinen estas fuerzas son el peso, el rozamiento pordeslizamiento, el rozamiento por rodadura, por pivotación y

por las fuerzas de atracción entre partículas.

Fuerzas de Fijación.

FE FR

P

FUERZAS DE FIJACIÓN



Fuerza que se opone al transporte del sólido, es la fuerza de

rozamiento por el fondo, dependiendo fundamentalmente dela rugosidad del clasto y del lecho donde se apoya.

Rozamiento por deslizamiento

Fm

Rd

P




Este rozamiento viene expresado por el momento de lasfuerzas de resistencia opuestas al peso del clasto,respecto al punto de apoyo; por lo que en una posiciónde equilibrio dinámico (velocidad conste), tal momentoha de ser proporcional a la presión total ejercida por elclasto contra el suelo.

Rozamiento por rodadura.

Fm

Rr

P




Si en el transcurso de la rodadura o incluso durante eltransporte por deslizamiento el clasto tropieza con unobstáculo como puede ser otro clasto, es evidente que apareceuna nueva fuerza de fijación que se opone al desplazamientoo transporte del clasto.

Rozamiento por pivotamiento.

Fm

Rr

P

Rp

Fm

4.3 SINGENESIS O SEDIMENTACIÓN



La singénesis o sedimentación es el acto o mecanismopor el cual se sedimenta o queda en reposo el material

• Los materiales o productos de la hipergenesis adquierenuna energía potencial mediante la orogenesis o relieve, ymediante ella o transmitida por un vehículo o flujopueden ser trasportados hasta el cese o equilibrio de tal

energía, con lo que se produce la Sedimentación oSingenesis

• Resultan íntimamente relacionados el transporte y lasingenesis, y cuando uno cesa el otro comienza,

cuantitativamente considerados, por lo que es imposibleconsiderar ambos mecanismos por separado. A pesar deesta interdependencia, teóricamente se pueden analizarlas leyes que regulan uno y otro, y la influencia queambos procesos pueden ocasionar en el sedimentoresultante.

4.3.1 SINGENESIS ALOCTONA Y AUTOCTONA



• Analizados los productos de la hipergénesis se han determinadodos importantes y diferenciados: unos detríticos sólidos y otros en

forma de coloides o iones, cuyos coloides evolutivos en cicloexógeno son distintos; los primeros quedan regulados por lamecánica, mientras los segundos lo son por la fisicoquímica y labioquímica.

• Los materiales sólidos son independientes del agente detransporte y de la sedimentación, cuando el agente les comunicauna energía necesaria y suficiente se pueden desplazar y cuandocesan se sedimentan, han de existir unas leyes físicas queestablezcan el equilibrio necesario entre las propiedades delsólido y el líquido. Contrariamente, los iones y suspensionescoloidales forman parte íntima del agente, incluso haciéndolovariar sus propiedades: densidad, viscosidad, etc. Y solo unaenergía química o bioquímica es capaz de separarlos del agente,es decir una energía que les permita agruparse unos con otros(reaccionar) y formar un sólido; en este momento seindependizan del agente y podrán comportase como losanteriores.

4.3.1 SINGENESIS ALOCTONA Y



4.3.1 SINGENESIS ALOCTONA YAUTOCTONA

• La singénesis aloctona estudia la sedimentación de clastos,mientras que la singénesis autóctona estudia lasedimentación o formación de precipitados químicos y

bioquímicos.

4.3.1 SINGENESIS ALOCTONA



4.3.1 SINGENESIS ALOCTONALa singénesis aloctona está regulada por un conjunto defactores intrínsecos y extrínsecos del material sedimentado

que por una parte determinan la velocidad de sedimentación ypor otra la configuración de este sedimento.

• Velocidad de sedimentación de régimen laminar: ley de

Stokes• Velocidad de sedimentación de régimen turbulento: ley del

impacto

4.3.1 SINGENESIS AUTOCTONA



La singénesis autóctona corresponde a la sedimentación de

materiales dentro de la cuenca singénica, es decir, a laformación de precipitados químicos y bioquímicos, por lo tantoestá regulado por la acidez o basicidad del medio (PH), por elpotencial redox, el potencial iónico, la temperatura, la salinidad

y la presencia de determinados organismos capaces dedeterminar algunos compuestos para su organizaciónanatómica (concha, caparazón, endoesqueleto, etc.).



kaolinite , montmorillonite - smectite , illite , and chlorite . Claystone

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