Facies Sedimentarias

FACIES SEDIMENTARIAS El término f término f a c i e s se utiliza ampliamente en geología en diversas de sus ramas: Sedimentología, Estratigrafía, Estratigr afía, Petro Petrología, logía, Geología Estructural, etc. Su significado es tan general que también se utiliza en Medicina y Ecología. M. En C. Emiliano Campos Madrigal

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Se utiliza tanto para el singular como para el plural. Se escribe con la misma ortografía ortografía en español, francés, inglés e italiano entre otros. La Real Academia Española, en su diccionario de la Lengua Española define facies como (Del lat. facies, cara). 1. f. Apariencia externa de algo.

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Se utiliza tanto para el singular como para el plural. Se escribe con la misma ortografía ortografía en español, francés, inglés e italiano entre otros. La Real Academia Española, en su diccionario de la Lengua Española define facies como (Del lat. facies, cara). 1. f. Apariencia externa de algo.

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Gressly reconoce tres paradigmas fundamentales fundamentales en la Estratigrafía: Los atributos sedimentológicos y paleontológicos paleontológicos de las rocas (a los que denominó facies) reflejan los procesos de depósito dentro de un ambiente geomorfológico determinado. Las facies ocurren independientemente del tiempo, de tal modo que las rocas y el tiempo deben ser tratadas con conceptos y vocabulario independientes. Existen patrones predecibles de vínculos entre facies.

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Desde que Greesly lo definió, el término t érmino facies ha sido utilizado ampliamente, pero con diferentes connotaciones; Walker Walker y James (1992) los sintetiza en tres: Como una abstracción de un conjunto de características, que se oponen en si al cuerpo de roca misma. Cuando el término se refiere solo a una parte restringida de una unidad estratigráfica, o a un cuerpo de roca limitado estratigráficamente. Y cuando el término se utiliza desde un punto de vista estrictamente descriptivo o interpretativo.

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Se define entonces la f aci es como un cuerpo de roca caracterizado por una combinación particular de litología y estructuras físicas y biológicas que le confieren un aspecto (“facies”) diferente de los cuerpos de roca arriba, abajo y lateralmente adyacentes.

Pirrie (1998), concede que el uso del término facies con un sentido interpretativo, sea utilizado solo si éste puede ser definido objetivamente y reconocido por otros investigadores.

Descriptiva

Interpretativa Proceso (génesis)

Ambiente

Esquema de clasificación completamente descriptivo

Interpretación de los procesos de transporte y sedimentación

Interpretación del ambiente de depósito

Areniscas de grano muy fino a grueso con gradación normal

Turbidita

Abanico submarino

Elementos teóricos de la facies Características descriptivas de una facies Litología

Composición

Textura

Tipo Tamaño de grano Variación en el diámetro del clasto Redondeamiento Forma Textura de superficie de los granos Fábrica

Estructuras sedimentarias Fósiles

Estatificación

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Una primera clasificación, muy sencilla y generalizada, se basa en las características primordiales de descripción. En el caso de referirnos exclusivamente al carácter litológico, generalmente se utiliza el término de litofacies . Si nos referimos al contenido de fauna o flora, utilizamos el término de biofacies .

C las i f i c ac i ó n d e F ac i e s :

Clasificación de facies Facies de foraminíferos

Facies de gasterópodos Facies de hojas

Facies de carbonatos Facies de areniscas Facies de lutitas

C las i f i c ac i ó n d e F ac i e s :

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Una facies puede ser definida a muy diversas escalas. La escala de subdivisión depende no solo de los objetivos del estudio, también depende del tiempo de trabajo de campo disponible, del grado de preservación de la roca, y de la abundancia de estructuras físicas y biológicas presentes en la roca. Algo importante es que las facies pueden ser recombinadas en el laboratorio de acuerdo a los objetivos que se persigan, pero una pobre descripción de campo nunca podrá ser subdividida y refinada en el laboratorio.

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Una facies individual puede subdividirse en subfacies y/o microfacies dependiendo de su heterogeneidad (Pirrie, 1998). Las s u bf aci es se especifican cuando existen variaciones menores en las características de los sedimentos que son significativas para entender los procesos de sedimentación, pero que no justifican la definición de una nueva facies. Una m i c r o f a c i e s se define como el conjunto de características paleontológicas y sedimentarias que pueden ser clasificadas en una lámina delgada.

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Una as ociación de facies resulta de agrupar facies genéticamente relacionadas entre ellas, las cuales en conjunto tienen un significado ambiental (Walker y James, 1992). Las facies se pueden clasificar con base en sus características físicas distintivas, que como ya se mencionó, tendrán un significado genético diferente. Por lo general se denominan con combinaciones de letras y/o números.

Secuencia Bouma

Es una de las primeras representaciones formales de un esquema de clasificación de facies; Bouma en 1962 establece en areniscas, una secuencia de 5 facies con base en las estructuras sedimentarias presentes: E Depósitos pelíticos; (t) origen turbidítico, (h) hemipelágico D Limos y arcillas con laminación paralela C Rizaduras y/o laminación convoluta B Areniscas con laminación paralela A Areniscas con gradación normal y marcas de base

Facies detríticas turbidíticas 

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Una de las clasificaciones de facies para la descripción de secuencias turbidíticas, fue propuesta por Ghibaudo (1992). Diferencía t r e c e f ac i e s , identificadas por letras mayúsculas de acuerdo a la litología: G = gravas; GS = alternancia de arenas y gravas, GyS = arenas con cantos, S= arenas, SM = alternancia de arenas y lutitas con predominio de arenas, MS=alternancia de lutitas y arenas con predominio de lutitas, TM = alternancia de limos y lutitas con predominio de limo, MT = alternancia de lutitas y limos con predominio de lutitas, M = lutita, MyS = arenas lutitíticas, SyM = lutitas arenosas, MyG = gravas lutíticas, GyM = lutitas con gravas).

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Cada facies se divide en subfacies de acuerdo con las estructuras sedimentarias presentes; las cuales se identifican con un prefijo en letras minúsculas (m = masivo, g = gradación, q = estructuras de escape de agua, s = estratificación plana, x = estratificación cruzada, l = laminación, t = estratificación fina, r = rizaduras).

Clasificación de facies de Ghibaudo (1992). Tomado de Vera (1994)

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Wilson (1975) propone un esquema de 24 microfacies para rocas carbonatadas, diferenciadas con base en números (SMF-1 a SMF-24 standard microfacies), describiendo las facies más frecuentes en rocas carbonatadas. Se basa en la clasificación de texturas de Dunham y en su contenido de aloquímicos; lo cual limita en cierta manera el uso de esta, ya que excluye las rocas carbonatadas clasificadas con base en Folk.

Facies de Wilson

Clasificación de facies de J. L. Wilson (1975).

Facies carbonatadas 

Vera (1994) menciona que no existe una clasificación de facies carbonatadas de uso general, por lo cual propone una clasificación de 54 facies con base en lo ya elaborado por Wilson (1975) y por Flügel (1982), así como en las clasificaciones texturales de Dunham (1972) y Embry y Klovan (1971). Cada facies se identifica con una letra mayúscula de acuerdo a la textura (M = mudstone, W = wackestone, P = packstone, G = grainstone), si se trata de calizas arrecifales se identifican con un par de letras mayúsculas (BA = bafflestone, BI = bindstone, FR = framestone, FL = floatstone, RU = rudstone), para rocas afines se utilizan mayúsculas (B = brecha, M = marga, C = calcarenita); y representado con letras minúsculas o números alguna característica particular asociada. También indica la equivalencia con el esquema de microfacies de Wilson.

Clasificació n de Facies Carbonatadas (Vera 1994) Có dig o

Facies

Microfacies de Wilson (1975)

M

Mudstone

Mh

Mudstone homogénea y no laminada

SMF-23

Mn

Mudstone arcilloso obscuro y espículas de esponja

SMF-1

Mp

Mudstone con microfó siles pelágicos (foraminíferos y/o radiolarios)

SMF-3

Mc

Mudstone con caró fitas

Mf

Mudstone con filamentos

Mb

Mudstone microbioclástico con pellets

Mm

Mudstone con miliólidos

Mfe

Mudstone con textura fenestral

Ms

Mudstone estromatolítico

SMF-20

Msp

Mudstone de esponjas

SMF-21

Mon

Mudstone con oncolitos

Mr

Mudstone con rizolitos

Mbu

Mudstone con bioturbación

SMF-2

SMF-19 (parcialmente)


W

Wackestone

Wf

Wackestone con fó siles bien conservados

SMF-8

Wb

Wackestone biocl ástica (organismos diversos)

SMF-9

Wo

Wackestone con grandes oncoides

SMF-22

Wfe

Wackestone con textura fenestral


Wp

Wackestone con microf ó siles pelágicos (foraminíferos y/o radiolarios)


Won

Wackestone con bioclastos con envolturas oncolíticas


P

Packstone

Pr

Packstone con bioclastos arrecifales


Pon

Packstone con bioclastos con envolturas oncol íticas


G

Grainstone

Gb

Grainstone con abundantes bioclastos


Gr

Grainstone con bioclastos arrecifales


Gbo

Grainstone con bioclastos con envolturas oncol íticas

SMF-11

Go

Gainstone oolíticos

SMF-15

Gon

Grainstone con oncolitos

SMF-13

i

d

(

)

Gp

Grainstone con pellets

SMF-16

Gd

Grainstone con dasycladaceas


Gf

Grainstone con foraminíferos bentónicos


Gc

Grainstone con abundantes crinoides

BO

Boundstone

BA

Bafflestone


BI

Dindstone


FR

Framestone


FL

Floatstone


RU

Rudstone

B

Brecha calc área

B1

Brecha de cantos planos

B2

Brecha con cantos negros

B3

Depósitos por rezago, con cantos redondeados

B4

Rudita calcárea intraformacional

B5

Microbrecha con gradaci ón

C

Calcarenita

Cb

Calcarenita biocl ástica

Ma

Margas

M1

Margas con fauna planct ónica

M2

Alternancia de margas y calizas con f ósiles marinos

M3

Calizas margosas

M4

Alternancia de margas y calizas con f ósiles lacustres

SMF-6 SMF-24


SMF-14 SMF-24 (parcialmente) SMF-4

Microfacies de Wilson

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Miall (2000) propone una tipología de 20 facies características de depósitos fluviales, cuyo uso está bastante extendido. Se basa en el análisis del tamaño de grano y las estructuras sedimentarias presentes. Utiliza un código de letras para representarlas, las mayúsculas corresponden al tamaño (G = gravas, S = arenas, F = finos) y las minúsculas representan la textura o estructura sedimentaria predominante de cada litofacies.

Facies detríticas fluviales

Gmg

Clasificación de Facies (Miall 2000) Facies Estructuras sedimentarias Grava masiva, soportada por Gradación pobre matriz Grava soportada por matriz Gradación normal a inversa

Gci

Grava soportado por clastos

Gcm

Grava masiva soportada por clastos

Gh

Estratificación horizontal, imbricación

Gt

Grava estratificada burdamente, soportada por clastos Grava, estratificada

Gp

Grava, estratificada

St

Arena, fina a muy gruesa, pueden ser guijarros Arena, fina a muy gruesa, pueden ser guijarros Arena, muy fina a gruesa

Barras transversales, crecimientos deltaicos de antiguas barras remanentes Estratificación cruzada Dunas linguoidales(3-D) y curvada solitaria o en grupo crestas sinuosas Estratificación cruzada planar Lechos en forma linguoidal solitaria o en grupo (dunas 2-D) y transversa Rizaduras, laminación cruzada Rizaduras (régimen de flujo menor)

Código Gmm

Sp Sr

Gradación inversa

-

Estratificación cruzada curvada Estratificación cruzada planar

Interpretación Flujo plástico de detritos (viscoso, alta densidad) Flujo de detritos seudoplástico (viscoso, baja densidad) Flujo de detritos rico en clastos (alta densidad) o flujo de detritos seudoplástico (viscoso, baja densidad) Flujo de detritos seudoplásticos (carga de fondo inerte, flujo turbulento) Barras longitudinales, depósitos por rezago, depósitos clasificados Rellenos de canales menores

Código

Clasificación de Facies (Miall 2000) Facies Estructuras sedimentarias

Interpretación

Sh

Arena, muy fina a gruesa, pueden ser guijarros

Laminación Flujo de capas planas (flujo horizontal, lineación crítico) por corriente

Sl

Arena, muy fina a gruesa, pueden ser guijarros

Estratificación cruzada de bajo ángulo (< 15°)

Rellenos de cavidades erosivas, montecillos, dunas agotadas, antidunas

Ss

Arena, fina a muy gruesa, pueden ser guijarros

Cavidades erosivas someras y amplias

Rellenos de cavidades erosivas

Sm

Arena, fina a gruesa. Masiva o Depósitos de flujo laminaciones débiles gravitatorio

Fl

Arena, limo, arcilla

Laminación fina, rizaduras muy pequeñas

Planicie de inundación, canales abandonados, o depósitos de inundación menguantes

Fsm

Limo, arcilla

Masiva

Depósitos de marisma o canales abandonados

Fm

Arcilla, limo

Masiva, grietas de desecación

Planicie de inundación, canales abandonados, o depósitos de desborde

FACIES , MEDIOS SEDIMENTARIOS Y UNIDADES ESTRATIGRÁFICAS Unidad estratigráfica: es un volumen de roca representable en un mapa geológico y diferenciado de los que le rodean por sus características o por su edad.

Medio sedimentario: una parte actual o del pasado de la superficie terrestre delimitada por criterios diversos.

MEDIOS

S E L A T N E N I T N O C

SELLEY (1970) Eólicos

CROSBY (1972)

Gravitacional F L u v I a l E s

Anastomosados

Eólicos

Trenzados

Fluvial

Meandriformes

Glacial Lacustre

BLATT et al (1972)

T e r r í g e n o s

Eólico Abanico aluvial Llanura de inundación ---Anastomosada ---Meandriforme Glacial Lacustre Palustre

Palustre Lacustres Deltas

S E L S A N O O T I X C I I S M N A R T

L i n e a r e s

Clásticos Mixtos Carbonatados

Arrecifales Plataforma Turbiditas S O N I R A M

Deltas

Canales “levee”

Bahías

Estuarios

Marismas

Bahías y lagoon

Barreras

Marismas

Lllanura costera

Playas e islas de barrera

Acantilado

Intermareal

Arrecifales

Supramareal

Neríticos: Arrecifales Litorales Evaporítico Plataforma Batiales: Carbonatado Terrígeno Euxínico. Turbidítico Abisales: Pelágico Terrígeno

Glacial marino Neríticos: Arrecifes Bancos Evaporítico Plataforma gradada Plataforma carbonatada Cuenca Batiales: Talud y cañón Abanico submarino Cuencas oceánicas pofundas Pelágicas Terrígenas

Clasificaciones de ambientes sedimentarios

Ejemplos de la aplicación de los esquemas de clasificación de facies. El de la izquierda utiliza el esquema de Miall (2000), mientras que el de la derecha es un ejemplo del esquema de Wilson (1975).

A n áli s i s de F aci e s

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El análisis litoestratigráfico y el análisis de litofacies son dos aproximaciones contrastantes para el estudio de las rocas sedimentarias; la primera corresponde con una aproximación descriptiva tradicional; la segunda está basada en las descripciones detalladas de facies, la cual provee las bases para el estudio genético de sedimentos usando los modelos de facies.

Asociación de facies

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Una asociación de facies resulta de la agrupación de facies genéticamente compatibles, esta asociación pasa por un proceso de generalización de la información que se está observando, para posteriormente representarse gráficamente después de un proceso de simplificación.

FACIES

Pueden ser combinadas en

ASOCIACIÓN DE FACIES SUCESIÓN DE FACIES ELEMENTOS ARQUITECTÓNICOS

Comparación de ejemplos antiguos y mod ernos

MODELO DE FACIES

AMBIENTES DE DEPÓSITO (GEOGRÁFICOS)

Comb inado s co n proc esos

Estos modelos caracterizan

SISTEMAS DE DEPÓSITO Enlace con sistemas de depósito contemporáneos SYSTEMS TRACTS

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Muchos autores definen las facies en una escala grande (con espesores de unos cuantos metros y cambios menores), la agrupación de estas resulta en lo que se conoce como A s oci aci ón de f aci es . Cuando estas Asociaciones de Facies son documentadas a escalas pequeñas los denominan E le m e n t o s A r q u i t e ct ón i c o s ya que muchos autores consideran que son las “piedras” o bloques que permitirán la construcción de los S i s tem as de Depósito

Elementos arquitectónicos de facies fluviales

Sucesión de facies 

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Se refiere al cambio progresivo de propiedades de una facies en una dirección específica ya sea vertical o lateralmente. Interpretar en que ambiente se formó una facies individualmente es difícil; para una correcta interpretación debemos de analizar a las facies en conjunto, es decir, hay que analizar la s u ces i ón en la cual se formaron.

Las relaciones entre sistemas de depósito en el espacio y la sucesión estratigráfica resultante son conocidas como la L e y d e Cor r elación de Facies o Ley de Walther, “las facies que se encuentran superpuestas, también se encuentran yuxtapuestas en el mismo orden”

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Modelos de facies 

Se trata de un concepto relativamente nuevo en sedimentología; si continuamos el análisis a partir del concepto de Asociación de facies, veremos que mientras este último es esencialmente descriptivo, el concepto de Modelo de Facies proporciona una interpretación particular de esa asociación de facies, con base en el ambiente de depósito, pero combinándolo con el estudio e incorporación de conceptos de medios ambientes actuales.

Para Walker (1992) un Modelo de Facies debe satisfacer cuatro funciones: 

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Debe actuar como norma para propósitos de comparación. Debe actuar como estructura y guía para futuras observaciones. Debe actuar como un mecanismo de predicción en situaciones geológicas nuevas. Debe actuar como una base para la interpretación ambiental.

Modelos de Facies         

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Ambientes fluviales Ambientes deltaicos Ambientes lacustres Ambientes eólicos Ambientes de línea de costa clásticos Ambientes de línea de costa áridas y evaporitas Ambientes de plataforma continental clástica Ambientes carbonatados Ambientes de talud continental clástico y oceánicos profundos Ambientes glaciales

Bibliografía 

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Bates, R.L. and Jackson, J.L. 1984. D i c t i on a r y o f G e o lo g i c a l T e r m s . The American Geological Institute, 3 rd edition, Anchorbooks, Nueva York. 571 p. Boggs, S., 1987, Principles of Sedimentology and Stratigraphy, Merrill Pu.Co., 784 p. Einsele, G. 2000. S e di m e n t ar y B as i n s . E v olu ti on , f aci e s an d s edi m en t bu dg e t Springer, 2° edition. Germany, 792 p. Galloway, William E. and D.K. Hobday. 1996. T e r r i g e n o u s c la s t i c d e p os i t i o n a l s y s t e m s : a pp li c at i o n s t o f o s s i l f u el an d g r ou n dw ater r e s ou r ce s . Springer. New York. Prothero, Ronald R and Fred Schwab. 1996. S edi m en tar y g e olo g y : an i n tr odu cti on to s edi m en tar y r ock s an d s tr ati g r aph y . W. H. Freeman. New York 575 p. .

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Facies Sedimentarias

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