sedimetntologia

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Textura Es el conjunto de relaciones espaciales intergranulares y de características morfológicas (tamaño y forma) de los componentes (esencialmente granos y/o agregados minerales) de la roca. Las denominaciones texturales y los criterios utilizados varían según el tipo de roca considerada. Existen muchos tipos de relaciones espaciales y morfológicas entre los componentes de las rocas, esto es, de texturas. 1.1. El tamaño de las partículas sedimentarias 1.1.1. Introducción La textura de cualquier roca se define con base en los aspectos geométricos de las partículas (relación grano-grano) que la componen, incluyendo tamaño, forma y arreglo interno. Esta misma definición se aplica a las rocas sedimentarias y depósitos sedimentarios, en los cuales las partículas son en sí los mismos sedimentos. Para las rocas clásticas, tenemos en general 2 propiedades principales de carácter individual: 1. Tamaño 2. Forma Tamaño de Grano El tamaño de grano generalmente se considera como equivalente al diámetro de la partícula, (Tabla l). Es uno de los parámetros más usados, principalmente en sedimentos clásticos, debido a que muchas propiedades dependen del tamaño de grano y de las asociaciones de tamaños en un sedimento o roca (por ejemplo, porosidad, permeabilidad, composición de minerales primarios, etc.) Escalas de Tamaño Natural Para propósitos descriptivos, es muy útil clasificar los sedimentos de acuerdo al tamaño de las partículas que los componen.

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TexturaEs el conjunto de relaciones espaciales intergranulares y de caractersticas morfolgicas (tamao y forma) de los componentes (esencialmente granos y/o agregados minerales) de la roca. Las denominaciones texturales y los criterios utilizados varan segn el tipo de roca considerada.Existen muchos tipos de relaciones espaciales y morfolgicas entre los componentes de las rocas, esto es, de texturas.1.1. El tamao de las partculas sedimentarias

1.1.1. IntroduccinLa textura de cualquier roca se define con base en los aspectos geomtricos de las partculas (relacin grano-grano) que la componen, incluyendo tamao, forma y arreglo interno. Esta misma definicin se aplica a las rocas sedimentarias y depsitos sedimentarios, en los cuales las partculas son en s los mismos sedimentos. Para las rocas clsticas, tenemos en general 2 propiedades principales de carcter individual:1. Tamao2. Forma

Tamao de GranoEl tamao de grano generalmente se considera como equivalente al dimetro de la partcula, (Tabla l). Es uno de los parmetros ms usados, principalmente en sedimentos clsticos, debido a que muchas propiedades dependen del tamao de grano y de las asociaciones de tamaos en un sedimento o roca (por ejemplo, porosidad, permeabilidad, composicin de minerales primarios, etc.) Escalas de Tamao NaturalPara propsitos descriptivos, es muy til clasificar los sedimentos de acuerdo al tamao de las partculas que los componen.Los tamaos de las partculas involucradas varan desde menos de 1 (micrn) a mayores de un metro en dimetro (de coloides a grandes cantos rodados). La magnitud de este rango hace prohibitivo el uso de una escala lineal para separar los sedimentos en clases de tamaos. Los sedimentlogos han adoptado una escala geomtrica, en la cual los lmites de clases aumentan por un factor de 2 a partir de 1 mm (1, 2, 4, 8, 16 mm, etc.) o disminuyen por un factor de a partir de esta base (1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 mm), a esta escala se le denomina la Escala Uden-Wentworth.Se han propuesto muchas escalas de clasificacin para los agregados sedimentarios, las cuales difieren unas de otras en algunos aspectos. En teora, cada una llena ciertas necesidades o requerimientos especficos para el ingeniero civil, el edaflogo o para el gelogo. Una diferencia significativa en las escalas de clasificacin que usan los ingenieros, es que la mayora estn basadas en la nomenclatura de los sistemas de mallas. Esto es, el nmero de aperturas por unidad lineal, por superficie de tamiz, se usa para designar la fraccin particular de tamao retenida en esa malla. Como se menciona anteriormente, casi todas las escalas de los gelogos son geomtricas y basadas en el tamao de las aperturas de malla. Esto se considera preferible porque los tamices son elaborados por varios fabricantes y son construidos con alambre de diferentes dimtros. Por ejemplo, el tamiz #10 de la Tyler estndar, tiene un tamao de apertura de 1.65 mm, mientras que la US estndar, del mismo nmero tiene un tamao de apertura de 1.68 mm. Si solamente se conoce el nmero de malla, el tamao de las aperturas del tamiz se puede considerar dudoso. Los tamices de la US estndar (aprobados por la American Society for Testing Materials), son los que generalmente se usan para los estudios granulomtricos. Los lmites de tamao para las diferentes clases de sedimentos (grava, arena, limo, arcilla) y sus subdivisiones, son arbitrarias y varan un en las diferentes escalas de tamao. Las clases de tamao propuestas en la escala geomtrica de Udden (1914) fueron popularizadas en forma modificada por Wentworth (1922) y la Nacional Research Council. La mayor desventaja en el uso de la escala Wentworth, se presenta cuando se grafican los resultados de un anlisis de tamao, lo cual requiere el uso de papel grfico semi-logartmico (semi-log). La observacin de que los valores de Wentworth se pueden expresar como el valor (phi) propuesto por Krumbein (1934) como una notacin phi la cual est basada en el logaritmo de base 2 del dimetro de la partcula. Esta notacin tiene la forma:

= -log2 D (mm)Se usa el logaritmo negativo debido a que los tamaos de partculas que ms comnmente se encuentran son menores que 1 mm (0 ), as las clases ms finas que la arena muy gruesa, tienen valores positivos de phi, y las clases mayores que arena muy gruesa, tienen valores negativos phi (Tabla I). McManus redefini phi como: La transformacin logartmica de la razn del dimetro de grano en mm con un grano estndar, de 1mm de dimetro. As expresada, las unidades dimensionales se cancelan y phi es el logaritmo de un nmero adimensional. La ecuacin anterior deber ser corregida y leerse:

= Esta revisin no altera el concepto de la escala phi, pero enfatiza que phi, es una cantidad adimensional, un valor logartmico. Denota un valor sobre una escala, pero no un intervalo en esa escala. Si uno observa que la graduacin Wentworth no representa intervalos lineales de igual magnitud, es ms fcil aparentemente, interpretar que el sinnimo unidad phi es tambin no lineal. La notacin phi ha sido ampliamente aceptada por los sedimentlogos en aos reciente. Su uso tiene la ventaja de que se emplean nmeros pequeos y enteros, los cuales simplifican la evaluacin y representacin de los datos. Se le sugiere al estudiante que se familiarice con su derivacin y aplicacin (ver Krumbein, 1934; McManus, 1963), ya que ser usada extensivamente en las unidades que siguen. La tabla I correlaciona las escalas de tamao Uden-Wentworth con su equivalente en unidades mtricas, su equivalente phi. Una carta ms

Tabla I. Escala de tamao de grano modificada de Udden-Wentworth. (Wentworth,1935).NombreEscala WentworthEscala phiEscala U.S. Standard Escala TylerUdden-Wentworth

U.S. StandardmmmmMallaMallaClaseGradoFraccinNo litificadoFraccinLitificado

4096-12.004096--Muy grueso

2048-11.002048--Canto-Grueso

1024-10.001024--BrechaMedio

512-9.00512--Fino

Grava256-8.00256--GuijarroGrueso

128-7.00128--FinoGravaConglomerado

64-6.0064--Muy grueso

32-5.0032--GuijaGrueso

16-4.0016--Medio

8-3.008--Fino

4-2.00-1.75-1.50-1.2543.362.832.3856785678GranuloMuy fino

2-1.00-0.75-0.50-0.2521.681.411.18101214169101214Arena Muy gruesa

10.000.250.500.7510.8140.7070.5951820253016202428Arena Gruesa

Arena1/21.001.251.501.750.50.4200.3540.2973540455032354248Arena MediaArenaArenisca

1/42.002.252.502.750.2500.2100.1770.149607080100606580100Arena Fina

1/83.003.253.503.750.1250.1050.0880.074120140170200115150170200Arena Muy fina

Limo1/16

1/324.004.254.504.755.000.0630.0530.0440.0370.031230270325400-250270325400-Limo Grueso

Lutita0

1/641/1281/2566.007.008.000.01560.00780.0039------Limo Limo LimoMedioFinoMuy finoLodoLodolita

Arcilla1/5121/10241/20481/40969.0010.0011.0012.000.002000.000980.000490.00024--------Arcilla Arcilla Arcilla Arcilla GruesaMediaFinaMuy fina

completa que relaciona 22 escalas de tamao de grano usadas en E.U.A. y Europa se puede obtener en el U.S. Geological Survey (Truesdell y Varnes, 1960).En estudios sedimentolgicos es necesario transformar datos de notacin phi a milmetros y viceversa. Se han construido tablas (Page, 1955; Griffiths y McIntyre, 1958), grficas (Folk, 1974) y monogramas (Inman, 1952; Shepard, 1963) para facilitar las conversiones. Folk (1964) describi un mtodo fcil de conversin phi-milmetros, el cual se puede hacer con una calculadora. Para obtener el tamao de grano, existen varias tcnicas: 1. Medidas directas (Micro - Macro): Con lentes de mano graduados. Con microscopio binocular. Con microscopio petrogrfico. Con microscopio electrnico

Los rangos de tamao para estas medidas son: Gravas - Arenas - Limos - Arcillas.2. Medidas indirectas (por medio de aparatos): Tamizado. Tubos de asentamiento. Densidad ptica. Elutriacin (Liberacin del lodo de su lquido madre con base en lavados con agua).

El tamao es un elemento importante de la textura en los depsitos sedimentarios basndose en su relacin con el agente de transporte y el mecanismo de sedimentacin. El tamao, su uniformidad y clasificacin son estimaciones de la competencia y eficiencia del agente de transporte. El tamao es de alguna forma una gua de la distancia al rea fuente (Potter, 1975). El concepto de tamao de grano puede ser considerado bajo dos puntos de vista:

1. Dimensiones lineales.2. Volumen de las partculas. (Wadell, 1932)

El segundo tipo es el concepto ideal de la definicin de tamao. El dimetro nominal de Wadell consiste en medir el volumen de una partcula y calcular el dimetro de una esfera del mismo volumen.

Ahora bien, para la representacin de estos tamaos, tenemos la necesidad de usar escalas. La de Udden es una escala geomtrica, la cual est basada en "grados" intervalos de tamao entre partculas, en base a un factor de 2. Esta escala fue modificada por Wentworth, cambiando los trminos, omitiendo una clase y es ahora la escala ms utilizada en el mbito mundial, aun cuando existen diversas escalas utilizadas por diferentes agrupaciones y corporaciones. La utilizacin de estas escalas de tipo geomtrico, tiene como inconveniente el de ser demasiado amplias, de 500 mm a 0.0001 mm, si lo representamos linealmente con los intervalos bien marcados, se trata de una lnea demasiado grande. Por esta razn, Krumblein implement una variacin de la escala Udden-Wentworth cambindola a una escala logartmica: d = -log2 dDonde:d = dimetro de la partcula (en mm).d= dimetro de un grano estndar o patrn (1 mm).

Nota: Al no contar con tablas para logaritmos en base 2 ni con calculadoras que lo calculen directamente como en el caso de logaritmos en base 10 en base e se hace la siguiente operacin basndose en las propiedades de los logaritmos: log10 d = - ------------- log10 2Que nos indica en conjunto, el tamao de grano?En general la interpretacin del tamao de grano, no es concluyente, sin embargo, se han escrito una gran cantidad de trabajos que sugieren lo siguiente: El tamao de grano depende de la energa del ambiente, as como de la dispersin del tamao de grano observado. Existe una relacin directa del tamao de grano con el proceso depositacional. La variacin del tamao de grano dentro de un mismo ambiente, es el resultado del transporte unidireccional. La resistencia fsica y qumica al intemperismo y al transporte.Fbrica y fbrica cristalogrficaOrientacin espacial preferencial de los componentes no equidimensionales y de los elementos cristalogrficos (ejes, planos) de los minerales dentro de una roca, respectivamente. Para la determinacin de la fbrica cristalogrfica es preciso recurrir a tcnicas especiales (platina universal, difraccin de rayos-X). Los tipos de fbricas existentes son cuatro: Istropa. No existe orientacin preferencial de los componentes. Lineal. Orientacin de los componentes en una direccin. Planar. Orientacin de los componentes en un plano. Plano-lineal. Orientacin de los componentes en una direccin dentro de un plano.

Fbrica istropa (gabro; Oxford Earth Sciences Image Store).

Fbrica planar (granito; Oxford Earth Sciences Image Store). Orientacin de cristalates (tabulares) de feldespato potsico (ortosa/microclina).

Fbrica lineal (cuarcita; University of California at Santa Cruz Structural Geology Foliations and lineations)

Fbrica plano-lineal (gneiss; University of California at Santa Cruz Structural Geology Foliations and lineations)

Generalmente las rocas con fbrica son rocas deformadas, por lo que los componentes originales que fuesen equidimensionales pueden dejar de serlo (por deformacin plstica) y adquirir orientacin preferencial, y los que no lo fuesen pueden rotar y orientarse. Las mayora de las rocas metamrficas suelen presentar fbricas variadas, como en el caso de algunos mrmoles que presentan orientaciones preferentes morfolgicas y cristalogrficas de los granos de calcita (y/o dolomita). Sin embargo, la orientacin preferencial de los componentes no tiene porque deberse a deformacin en estado slido. Las rocas gneas por ejemplo pueden presentar fbricas planares al acumularse por decantacin cristales con hbitos no isomtricos en el fondo de cmaras magmticas. De la misma manera, las rocas sedimentarias pueden presentar orientaciones preferentes debido a los procesos de transporte de los clastos en medios dinmicos como ros, o por compactacin al depositarse sobre sedimentos porosos otros materiales (en este caso la orientacin preferente se adquiere por aplastamiento y por lo tanto por deformacin).En el caso de que las rocas presenten orientaciones preferentes morfolgicas o cristalogrficas y/o determinadas estructuras (e.g., bandeada, brechoide), existir una anisotropa mecnica en las mismas que controlar gran parte de sus propiedades (por ejemplo, como material de construccin).e denomina clasificacin granulomtrica o granulometra, a la medicin y graduacin que se lleva a cabo de los granos de una formacin sedimentaria, de los materiales sedimentarios, as como de los suelos, con fines de anlisis, tanto de su origen como de sus propiedades mecnicas, y el clculo de la abundancia de los correspondientes a cada uno de los tamaos previstos por una escala granulomtrica.Mtodo de determinacin granulomtricoEl mtodo de determinacin granulomtrico ms sencillo es hacer pasar las partculas por una serie de mallas de distintos anchos de entramado (a modo de coladores) que acten como filtros de los granos que se llama comnmente columna de tamices. Pero para una medicin ms exacta se utiliza un granulmetro lser, cuyo rayo difracta en las partculas para poder determinar su tamao. O tambin se pueden utilizar los rayos gamma obs.Ensayo de tamizadoVase tambin: Ensayos de laboratorioPara su realizacin se utiliza una serie de tamices con diferentes dimetros que son ensamblados en una columna. En la parte superior, donde se encuentra el tamiz de mayor dimetro, se agrega el material original (suelo o sedimento mezclado) y la columna de tamices se somete a vibracin y movimientos rotatorios intensos en una mquina especial. Luego de algunos minutos, se retiran los tamices y se desensamblan, tomando por separado los pesos de material retenido en cada uno de ellos y que, en su suma, deben corresponder al peso total del material que inicialmente se coloc en la columna de tamices (Conservacin de la Masa).Curva granulomtricaArtculo principal: Curva granulomtricaTomando en cuenta el peso total y los pesos retenidos, se procede a realizar la curva granulomtrica, con los valores de porcentaje retenido que cada dimetro ha obtenido. La curva granulomtrica permite visualizar la tendencia homognea o heterognea que tienen los tamaos de grano (dimetros) de las partculas.

Clasificacin de los suelos usada en diferentes pases.