Sedimentologia Tema 4 I-2012

Prof. Luís Fajardo Telf. 0212-6053123 / 0426-5194404 [email protected]

Contenido Tema 5 1. 2. 3. 4. 5.

Estructuras sed sedimentarias. Origen, ocurr urrencia y tipos. os. Estr Estruc uctur turas as sedi sedime ment ntar aria iass prim primar aria iass y secu secunda ndari rias as.. Importancia y utilidad. Semi Semina nari rios os “Est “Estru ruct ctur uras as sedi sedime ment ntar aria ias” s”.. 5.1. Estructuras de deformación: a. Estructuras de carga carga (load casts o load structures). b. Estructuras almohadillas. c. Convolute lamination. d. estructuras de inyección o intrusión. e. Estructuras slumps y contorsionadas. f. cantos de arcilla armados. 5.2. Estructuras orgánicas: a. Organismos constructores de rocas., b. pistas, burrows y perforacónes. perforacónes. 5.3. Estructuras de diagenéticas: a. Estructuras de precipitación. b. estructuras estructuras de disolución.

Contenido Tema 5 1. 2. 3. 4. 5.

Estructuras sed sedimentarias. Origen, ocurr urrencia y tipos. os. Estr Estruc uctur turas as sedi sedime ment ntar aria iass prim primar aria iass y secu secunda ndari rias as.. Importancia y utilidad. Semi Semina nari rios os “Est “Estru ruct ctur uras as sedi sedime ment ntar aria ias” s”.. 5.1. Estructuras de deformación: a. Estructuras de carga carga (load casts o load structures). b. Estructuras almohadillas. c. Convolute lamination. d. estructuras de inyección o intrusión. e. Estructuras slumps y contorsionadas. f. cantos de arcilla armados. 5.2. Estructuras orgánicas: a. Organismos constructores de rocas., b. pistas, burrows y perforacónes. perforacónes. 5.3. Estructuras de diagenéticas: a. Estructuras de precipitación. b. estructuras estructuras de disolución.

1. Estructuras sedimentarias.

Estructuras sedimentarias

Arreglo y disposición de elementos que se observan en sedimentos y rocas sedimentarias

Consecuencia de agentes físicos, químicos y biológicos

Aporta datos a cerca de las condiciones del ambiente: nivel de energía, clima, tipo de aporte, polaridad.


Clasificación de las estructuras Atendiendo a su contemporaneidad: contemporánea o no

Estructuras primarias (puede cambiar por procesos posteriores)

Estructuras secundarias o diagenéticas

1. Estructuras sedimentarias. Tipos de estructuras sedimentarias:

1. Estrato: unidad de roca que tienen forma tabular o lenticular. Se utiliza el término estrato para una capa mayor a 1 cm de espesor diferenciada de otras capas por sus características litológicas. El límite inferior se llama piso y el límite superior techo.

Techo Piso


2. Laminación: unidad de roca que tienen tamaño inferior a 1 cm de espesor, son características de sedimentos finos como limos y arcillas (limolitas y lutitas como rocas). Cuanto más delgadas son, más lenta es la velocidad de acumulación.


Ripples y su laminación Estructura primaria que se manifiesta en la superficie superior de una capa de areniscas o limolitas

Pueden ser: simétricas o asimétricas

Se dividen en: rectos, ondulados, linguinoides, lunados y romboidales

Corrientes de bajo flujo o por el efecto del oleaje

En cuanto al tamaño se dividen en pequeños (< 60 cm), grandes o megaripples (>60 cm), ripples gigantes (> 30 m de longitud).

Ángulos que oscilan entre los 20º y 35º (Mckee, 1953)


Disposición de los grupos de láminas en un ripple.


Clases de trenes de ripples (Corrales, 1997). Crestas de ripples simples asimétricos (Corrales, 1997).


3.1. Ripples de corrientes: • Producidos por una corriente o flujo unidireccional. • Crestas y valles paralelos a la dirección perpendicular a la que poseía la corriente que las originó. • Pendiente suave en las crestas de barlovento y abruptas en el sotavento.


Ripples eólicos (Playa de Punta Paloma, Cádiz. http://www.redes-cepalcala.org/ciencias1/geologia/estructuras_sedimentarias.htm).

Carmel Formation, Utah. http://acad.depauw.edu/~tcope/SedStruct/HiRes/RippleGraveyard.jpg

Cretaceous, Hebei Province,China.

1. Estructuras sedimentarias. T ipos de estructuras sedimentarias:

3.2. Ripples de linguoides: • La cresta de este tipo de ripples es discontinua. • Forma linguoide o lobulada. • Ripples de corrientes de alta energía. • Al migrar estos ripples dan lugar a una laminación interna cruzada tipo festoneado.

Permian, Inner Mongolia, China.


4. Riples de oscilación: • Denominados ripples de olas (wave ripples). • Ondulaciones simétricas y asimétricas formadas por la acción del oleaje • El tamaño depende de dos variables: la velocidad de la ola y la granulometría. • Según Igman (1957) desaparecen al alcanzar los 90 cm/segundo, a partir de este limite forman laminas paralelas. • Los magaripples de olas se originan en granulometrías gruesas y los pequeños en granulometría finas.

Formación d e ripples simétricos (Corrales, 1997).

Formación Entrada, Jurásico, San Rafael Swell, Utah. http://acad.depauw.edu/~tcope/SedStruct/HiRes/WaveRip.jpg


4.1. Riples de oscilación simétricos: • Acusada simétrica y alineación de sus crestas y valles. • Laminación dispuesta “chevron”, disposición de las láminas tanto en el punto de inflexión de las crestas como en su correspondiente en los valles.

Diferentes tipos de estructuras chevron, según Boersma (1970).


4.2. Riples de oscilación asimétricos: • Similar a los ripples de corrientes rectilíneos. • Superficie inferior del ripple ordenada irregularmente. • La migración de estos ripples es la causa de que la superficie inferior de las unidades de wave ripples sean irregulares. • Las láminas del foreset acaban uniéndose, tendiendo a la forma de un haz. • Las láminas del foreset presentan a veces off-shoots.

Laminación cruzada debida a ripples de olas disimétricos (Boersma, 1970).

Manojo de láminas de los foreset en ripples de ola (Boersma, 1970).

Estructura de off shoots en ripples de olas (Boersma, 1970).



Ripples antiguos de arenisc as expuestos (Pennsylvania).

Ripples modernos de arenas en ambientes supramareales de playa (Sandy Hook, NJ).


5. Estratificación flaser: • Se produce o tiene lugar en áreas donde existe una sedimentación de tipo ripple. • Alternancia de periodos de corrientes de alta energía con corrientes de baja energía. • Dominio de las capas de areniscas sobre las capas de arcillas.



6. Estratificación lenticular (lenser o linsen): • Se produce o tiene lugar en áreas donde existe una sedimentación de tipo ripple. • Alternancia de periodos de corrientes de baja energía con corrientes esporádicas de alta energía. • Aporte deficitario de arenas como para formar una capa continua. • Dominio de las capas de arcillas sobre las capas de arenas.

Mesa Verde Group, Utah.


Estratificación lenticular, Formación Salto del Fraile en el Morro Solar. Lima, Perú (Foto Miguel Vera, http://www.flickr.com/photos/miguelveraleon/524293601/ ).


7. Laminación horizontal: • Láminas paralelas en superficies limítrofes del estrato. • Se origina por un cambio brusco de la granulometría. Se manifiesta entre lámina y lámina porque la granulometría aumenta en la parte inferior y superior. • Se presenta en materiales arenosos de granulometría mediana y fina, rara veces en otros tamaños ya sean más finos o más gruesos. • Régimen hidráulico alto (alta energía).

Formación Talara / Miembro Helico (Eoceno medio / Terciario): Areniscas limosas color beige con laminación horizontal intercalado con yeso primario y lutitas (claystone) gris oscuras, las areniscas contienen conglomerados redondeados que tienen un diámetro mayor a 1 metro. Punta Lobos , Perú.


8. Estratificación cruzada: • Se aplican los mismos principios de la laminación ripple a pequeña escala, difieren solamente en sus dimensiones. • Desarrollo de paquetes de laminaciones inclinadas. Láminas de foreset inclinadas respecto a la superficie principal de sedimentación. • Existen dos tipos de estratificación cruzada: a. Plana donde los grupos de laminas tienen forma de cuña., b festoneada que tienen forma de cubetas y corresponden a superficies curvas.

Triassic, Hebei Province, China. Migración de dunas lunadas

Late Jurassic, Liaoning Province, China. Depósitos eólicos.



Laminación cru zada (http://www.redes-cepalcala.org/ciencias1/geologia/estructuras_sedimentarias/est_ord_interno.ppal.htm ).


9. Estratificación bimodal (“Herring bone”): • Formadas por dos grupos de láminas orientadas que forman cierto ángulo, confiriéndole una forma de espina de pez. • Se producen probablemente por el flujo y reflujo de las mareas.

Curtis Formation, Jurassic, Utah.

1. Estructuras sedimentarias. ipos de estructuras sedimentarias: T ipos 8. Estratificación gradada: • Estructura que consiste en la disminución progresiva del tamaño del grano de la parte inferior a la superior del estrato. • Típica de corrientes turbidíticas, aunque sin ser exclusiva, puede hallarse en otros medios sedimentarios. • Es utilizada como criterio para determinar la polaridad de las capas. • Se forma por la decantación de material en suspensión a medida que decrece la velocidad de la corriente. • La selección de tamaños ocurre en el seno de la corriente turbulenta. Al disminuir la capacidad de transporte de los granos de mayor tamaño son los primeros en depositarse y sucesivamente los de tamaños menores.


Houcheng Formation, Jurassic, Hebei Province, China.

Permian, Inyo County, California.


9. Imbricación: • Se produce en granos de formas planas y alargadas, que han sido transportados por una corriente unidireccional. • Este tipo de estructura nos permite determinar la dirección de la corriente, ya que los granos se disponen de forma inclinada en dirección contraria a la corriente.

Trail Canyon alluvial fan, Death Valley, California .



Estructuras sedimentarias de techo

Se localizan en el contacto entre los estratos Base de los estratos (negativo o molde de la señal) en el techo

Historia de deformación tectónica. Procesos previos, durante y después.

Criterio de polaridad 1. Marcas de origen físico en el techo. 2. Marcas debidas a corrientes que implican erosión. 3. Marcas producidas en el contacto entre dos capas.


10.1. Marcas de origen físico en el techo. • Marcas fosilizadas en el techo de una capa. • Puede o no encontrarse el calco, sobre todo cuando el material que la cubre posee o ha adquirido una cierta consistencia.


10.1.1. Grietas de desecación: • Estructuras visibles en la parte superior del estrato. • Grietas cerradas en polígonos de lados planos o ligeramente curvados y de un numero reducido de lados. • Cuando su desarrollo es incompleto se pueden formar grietas bifurcadas o trifurcadas. • El perfil de la grieta es V y su longitud depende del espesor del material afectado por el agrietamiento. • Se originan en materiales fangosos-arcillosos en contacto con la atmósfera. • Indicador de la polaridad de la capa e indirectamente de ambiente sedimentario (bordes de lagos, canales abandonados de ríos, llanuras de inundación y áreas supramareales). • Cuando se rellenan de otros materiales (arenas), se obtienen el calco de ellas.

Formación de moldes d e grieta de desecación en sección (Ricci Lucch i, 1979).


Grietas de desecació n (http://cienciaconpaciencia.blogspot.com/2009/02/geofotos-grietas-de-desecacion.html).

Jixian Formation, Proterozoic, China.

Panamint Valley, California http://acad.depauw.edu/~tcope/SedStruct/HiRes/Mudcrack!.jpg


10.1.2. Huellas de cristales: • Sobre fondos más o menos arcillosos se originan cristales de yeso o sal con sus características formas cristalinas. • Al ocurrir disolución de los cristales queda su hueco que , en un medio sedimentario de poca energía puede ser rellenado por un sedimento fino y se obtiene su calco. • Son indicativos de áreas con fuerte salinidad (lagos salados y llanuras de marea de climas cálidos).


Marcas de corrientes Se originan por la erosión de un fondo lutítico que genera surcos de forma variada Permite reconocer la dirección de la corriente y algunas el sentido de la corriente

Se reconocen dos tipos: 1 Scour marks (corrientes);2. Tool marks (labradas por objetos)

También se origina por el choque o arrastre de objetos Asociadas a ambientes con corrientes de flujo donde varia el aporte de sedimentos



Marcas de erosión de la corriente Depresiones producidas por la erosión de una corriente sobre un fondo lutítico Relleno posterior por sedimentos de granulometría mayor

Se origina un molde o canto que conserva en el piso de los estratos

Existen dos tipos: 1. Flute marks; 2.crecen marks 1. FM: surcos en una superficie arcillosa 2. CM: erosión debida a la presencia de cantos o fósiles


10.2. 1. Marcas de erosión de la corriente (Scour marks): • Flute cast (roca fosilizada): marca que corresponde a una serie de surcos discontinuos alargados en dirección de la corriente cuyo perfil longitudinal es asimétrico; unas de las extremidades es redondeada (proximal), en la parte distal tiene relieve que se va atenuando hasta desaparecer. • La marca raras veces se encuentra fosilizada, generalmente se halla la base de la capa suprayacente que generalmente es arenisca. • Se origina probablemente en pequeñas irregularidades del fondo y por circulación de un flujo particular. • Gran utilidad para determinar la dirección y sentido de la corriente, techo y piso de los estratos.

Shiguai Formation, Inner Mongolia, China.



10.2. 1. Marcas de erosión de la corriente (Scour marks): • Crescent cast: Marcas en forma de herradura que se origina por erosión de un fondo arcilloso, cuando existe un objeto sobre estos fondos (canto rodado o fósil), que hace de obstáculo al paso de la corriente. • La erosión origina un surco previo al obstáculo que le rodea por la parte de donde proviene la corriente, atenuándose hacia el otro lado del obstáculo paralelamente a las líneas principales de flujo. • Las depresiones son rellenadas por arenas, fosilizada como estructura base de un estrato. • Útil para determinar la dirección y sentido de la paleocorriente, así como la polaridad del estrato.


Marcas labradas por objetos (Tool marks) Se generan por arraste o impacto de partículas sobre fondos arcillosos Surcos pueden ser más o menos largos, depende del arrastre, impacto o rebote

Depositación de granulometría mayor y se conserva en la base de los estratos

Corrientes turbulentas que arrastran sedimentos por tracción 1. Marcas continúas (grove y chevron cast); 2. Marcas discontinúas (prod y bounce cast)


A. Carga trans portada ent eramente en suspensión; l a corr iente turbu lenta erosiona el fondo arcillo so y form a de “ scour marks” .

B. La alfombra de tracción impide que la corr iente turbulenta erosiona el fondo. Las partículas en la alfombra de tracción s iguen un camino recto, paralelo a la dir ección d e flu jo de la corriente y forma “ tool marks” . (Zzuly nki y Sanders, 1982).


10.2. 2. Marcas labradas por objetos (tool marks): • Groove cast: poseen formas alargadas, frecuentemente semicilíndrica y estriada en dirección longitudinal. Las estrías pueden ser paralelas y otras formar cierto ángulo. Se pueden encontrar dos sistemas cruzados (crossgrooves). • La forma de cada surco depende de la que posee el objeto, de la profundidad en que labra y del grado de consolidación del sedimento de fondo. Casi siempre se encuentra solamente el molde de la estructura. • Sirven para determinar la polaridad de una capa y la dirección de la paleocorriente (en el caso que se conserve el objeto que ha originado los surcos).

Formación de “groove mark”, con y sin conservación del objeto excavador. Según Ricci Luchi (1970).


“Groove cast” (http://sepmstrata.org/marinesediments/carbonateslopes/webpage-suply&struc.htm)


10.2. 2. Marcas labradas por objetos (tool marks): • Chevron cast: corresponde a moldes de una serie alineada de surcos en punta de flecha (puntas dirigidas en el sentido de la corriente) que, en conjunto, asemeja una espina de pez. • Según la plasticidad del material de fondo se puede formar un groove o un chevron. • Sirven para determinar la polaridad de una capa, dirección y sentido de la paleocorriente. • Se encuentra generalmente en series turbidíticas.


10.2. 2. Marcas labradas por objetos (tool marks): •

Prod cast y bounce cast: se producen por el impacto y posterior rebote de un objeto sobre un fondo lutítico. El primero es asimétrico (el objeto puede quedar clavado en el fondo y conservarse en el molde) y el segundo es simétrico.

•

El prod cast nos puede indicar la dirección y sentido de la paleocorriente, mientras que el bounce cast sólo la dirección.

Formación de moldes de impacto: A. “ Bou nce mark” ; B “ Prod marks” (Ricci Luchi,1970).


Hard grounds y superficies costrificadas Ocurre en momentos donde las plataformas son obligadas a crecer a velocidades cercanas a las máximas de ascenso del nivel del mar En estos períodos ocurre que no se pueden alcanzar estas velocidades (retardo)

No existen marcadores fósiles que registren estos lapsos de tiempo

Origen asociado a periodos de aumento del nivel del mar (transgresión) Se originan estos rasgos litológicos marcados por superficies costrificadas


Hard grounds y superficies costrificadas Tras un periodo de retardo se restablecen las condiciones de sedimentación de carbonatos Sistemas dominados por fango con cementación temprana

Sistemas dominados por altas tasas de sedimentación, escaso fango y agradación rápida

Se generan un sistema de alcance rápido y lento Se van a caracterizar por periodos de bioerosión y bioturbación que pueden dar pulsos de erosión y depositación (pistas fósiles)


10.2. 3. Hard grounds y superficies costrificadas: • Superficies costrificadas (carbonatos) superficie sinsedimentarias en capas de carbonatos cementados del fondo marino que han sido expuestos (Wilson y Palmar, 1992). Este fondo marino esta litificado. Los hardgrounds antiguos se encuentran en calizas y distinguen de otras secuencias por las evidencias que muestran por la exposición subáerea. •

La evidencia consisten en las perforaciones de los organismos marinos incrustantes (briozoarios, crinoideos) dejan en el sustrato litificado (bioerosión).

•

Están asociados a tasas de sedimentación bajas, durante periodos de aumento del nivel del mar (etapa transgresiva), ocurren cuando las plataformas son obligadas a crecer a las velocidades cercanas a las máximas de ascenso del nivel del mar, en estos periodos donde no se pueden alcanzar estas velocidades ocurre un retardo y no existen marcadores fósiles que registran estos lapsos de tiempo y entonces se originan estos rasgos litológicos marcados por superficies costrificadas.


10.2. 3. Hard grounds y superficies costrifícadas: • Tras un periodo de retardo, se restablecen las condiciones de producción y sedimentación de carbonatos, generando un sistema de alcance lento y sistema de alcance rápido. Los primeros se caracterizan por depósitos fangodominados con frecuentes superficies de cementación temprana, mientras que los segundos, poseen altas tasas de sedimentación, escaso fango y agradan rapidamente (Sargg, 1988). Se van a caracterizar por depósitos de bioerosión y bioturbación, que pueden dar lugar a reconocer pulsos de erosión y depositación. Se caracterizan por poseer pistas fósiles.


10.2. 3. Hard grounds y superficies costrificadas: • Proceso sedimentario normal (etapa 1), si se produce una disminución en la velocidad de sedimentación o cese de la misma, los organismos excavadores colonizan el fondo del mar y producen la bioturbación del sedimento (etapa 2). Al proseguir la sedimentación, esta superficie bioturbada resaltará en la serie, dando un plano de estratificación (etapa 3). Puede ocurrir erosión de la superficie (etapa 4) tanto se encuentre o no bioturbada. • Puede ocurrir una pausa de la sedimentación, con bioturbación de la superficie y, a su vez, el inicio de la cementación, que se manisfestará en el primer estadio nodular (etapa 6). El sedimento entre los nodulos sigue blando y es fuertemente retrabajado por los organismos excavadores. • Si el proceso de generación de nódulos prosigue, el área de acción de los organismos quedara limitada, al continuar la formación de nódulos, los burrows se hallarán más distorsionados. Esto dará lugar a una superficie semiconsolidada o incipiente hard ground que al ser cubiertos por otros sedimentos quedará fosilizada y, en la serie resaltará como plano de estratificación (etapa 7).


10.2. 3. Hard grounds y superficies costrificadas: • Estas superficies quedaran aún más resaltadas por la existencia de productos de erosión ajenos a los materiales de fondo, por restos de fauna o bien por producirse una mineralización de esta superficie, por ejemplo, glauconitización o fofatización (etapa 8). Una posterior sedimentación las cubre y fosiliza (etapa 9). • Generalmente las superficies poseen una forma irregular y pueden seguirse en las series durante centenares de Km. Representan a veces, hiatos importantes dentro de las series estratigráficas.

A Middle Ordovician hardground from Utah with echinoderm holdfasts cemented to its upper surface.

Trypanites borings in an Upper Ordovician

hardground from northern Kentucky.

Trypanites borings in an Upper Ordovician hardground,

southeastern Indiana.

Petroxestes borings in an Upper


A. Pizarra no du lar co n o ri fi cio s de h ard gr ou nd s . B . Ori fi ci os de co nc has de equinoid eos en sección . (http://www.discoveringfossils.co.uk/seaford_fossils.htm ).


Sedimentologia Tema 4 I-2012

Recommend Documents