UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO PUNOFACULTAD DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Y METALÚRGICA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA

PETROLOGÍA SEDIMENTARIA Y METAMÓRFICA

CURSO DE FORMACION BASICA PROFESIONAL

TEMA 3: CARACTERÍSTICAS DE LA ROCAS SEDIMENTARIAS

Por: Ing. MSc. Roger Gonzales Aliaga Puno, septiembre del 2015.ro_gonzalesaliaga@unap.edu.pe

2. CARACTERÍSTICAS DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS

• Texturas de las rocas sedimentarias• Estructuras de las rocas sedimentarias

2.1.- TEXTURAS DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS:

Las rocas sedimentarias pueden presentar dos tipos de texturas: La textura clástica y latextura no-clástica.

Para reconocer e identificar claramente los diversos tipos de rocas sedimentariasclásticas, se utiliza precisamente la forma, y/o redondez (rodadura) de losfragmentos; así como la composición química o mineralógica que posean.

2.1. 1. Textura clástica:

Caracteriza a las rocas sedimentarias que se formaron por acumulación y diagénesis derestos de otras rocas. Estas rocas se componen de fragmentos de diversos tamaños,formas y composición. Los restos de rocas acumulados por agentes erosivos, seconsolidan por los procesos de diagénesis, "petrificando". Los vacíos que se presentanen los sedimentos, son rellenados por sustancias químicas que originan la consistenciapétrea. Solo en las rocas clásticas de grano grueso pueden presentar hasta treselementos componentes. Los fragmentos, la matriz y el cemento. En las rocas que secomponen de fragmentos de tamaños más pequeños (partículas) no hay matriz.

•Fragmentos.- Los trozos de rocas o minerales que integran las rocas sedimentariasclásticas, tienen tamaños diversos, formas diversas y composición variada; pudiendoser:

Gravas de cantos rodados o de bloques.- Cuando los fragmentoscomponentes tienen tamaños mayores a 256 mm.; se diferencian por laforma angulosa o redondeada: son bloques cuando presenta aristas yángulos; son cantos rodados cuando han sufrido proceso de rodadura queha desgastado aristas y vértices.

Gravas de guijarros o ripio.- Se llama guijarros cuando los clastos sonredondeados y ripio cuando los clastos son angulosos; los tamaños deestos restos líticos varían entre 256 mm. - 64 mm.

Gravas de guija o de guija angulosa.- Los tamaños de los detritos (restosde rocas o minerales), varían entre 64 mm. 2 mm. Se llaman guija cuandoson redondeados y guija angulosa cuando son angulosos.

La matriz.- Está compuesta por pequeños restos de los fragmentos mayores,llamados partículas, que rellenan los espacios que quedan vacíos entre losclastos grandes. Las partículas sedimentarias, de manera independientepueden formar rocas; las articulas pueden denominarse:

Arenas.- Cuando los tamaños oscilan entre 2 mm. - 1/6 mm., sin interesarla forma redondeada o angulosa, que apenas se aprecia.Limos.- Cuando tienen tamaños entre 1/16 mm. - 1/256 mm., que no sonmuy perceptibles al ojo humano; por lo tanto no se distingue suangulosidad o redondez.Arcillas.- Cuando tienen tamaños menores a 1/256 mm., visibles solo conla ayuda de microscopios especiales.

• El cemento.- Es una sustancia química que se precipita entre los pequeñosespacios vacíos que quedan, cuando los sedimentos se compactan (gravas,arenas, limos y arcillas)

Porosidadsecundaria

pordisoluci—nde cemento

Porosidadsecundaria

pordisoluci—nde grano

Porosidadsecundaria por

disoluci—nselectiva

intragranular

Porosidadprimaria

Porosidadsecundariapor rupturade granos

Porosidadsecundaria por

disoluci—n parcial defragmentos l’ticos

Porosidadsecundaria

por erosi—nde matriz

Porosidadsecundaria porcorrosi—n de

granos

Porosidadsecundaria

pordisoluci—n

de contactosgrano-matriz

Porosidad secundaria pordisoluci—n de contactos

entre granos

•Redondez (Rodadura).- Sólo es posible apreciar la redondez de los clastos de lossedimentos que componen las rocas sedimentarias clásticas, cuando sonsuficientemente grandes. Las fragmentos pueden presentar los siguientes tipos devariedades:

Angulosos.- Se llaman así a los restos líticos que presentan numerosas aristas yvértices no desgastados.

Subangulosos.- En este caso los fragmentos tienen algunas aristas y vérticesagudos, pero algunas superficies son redondeadas y desgastadas.

Subredondeados.- En este tipo, los clastos presentan más aristas y vérticesredondeados, aunque existen algunas aristas agudas.

Redondeados.- La mayoría de aristas y triedros han desaparecido de los clastos,producto del desgaste producido por la erosión.

Bien Redondeados.- En este caso no existe huella alguna de la forma primitiva delos clastos; sólo se presentan superficies curvadas.

•Formas.- La erosión y el tipo de mineral o roca de los restos líticos puedenocasionar diversas formas, algunas de ellas son las siguiente:

Tabulares.- A manera de tablas o columnas pequeñas.Equidimensionales.- Con formas de cubos (hexaedros) o de esferas.Cuneiforme.- Con forma de cuñas de diversa sección.Tubulares o cilíndricos.- De sección circular y alargados con tubos.Basilares.- En forma de tubos curvos terminados en punta.Discoides.- De forma circular pero de pequeña altura, aplanados.Laminares.- Bastante delgados en espesor, pero con diversas formas.Aciculares.- Como astillas o agujas.Mixtas.- De formas combinadas.

•Composición.- Los clastos (fragmentos) líticos que componen las rocas sedimentariasclásticas pueden ser de diversa composición: de un solo tipo de roca, de un solo tipo demineral, de diversos tipos de rocas, de diversos tipos de rocas y minerales, de diversostipos de minerales, etc.

•Variedades.- La textura clástica puede presentarse en tres variedades:

Textura clástica rudácea, psefítica o de grano grueso.- Es aquella que caracteriza arocas formadas por detritos (fragmentos) mayores a 2 mm. de diámetro. Losnombres de las variedades de rocas clásticas de grano grueso se dan en atención alos componentes líticos que contenga y a la redondez de los fragmentos.

Textura clástica arenácea, psámitica o de grano medio.- Es aquella que tipificarocas compuestas de partículas cuyas partículas tienen tamaños entre 2 mm. y1/16 mm.

Textura clástica lutácea, pelítica o de grano fino.- Es la que presentan rocas conpartículas menores de 1/16 mm.

El empaquetamiento de los clastos se define como la proporción de espaciosvacíos o rellenos por cemento o fracción arcillosa fina existentes entre losgranos o clastos. Esta característica controla (en parte) la porosidad de la rocay la distribución del tamaño de poro, aspectos que son esenciales al evaluar eltransporte de agua por el interior del sistema poroso de las rocas deconstrucción y ornamentación.

El empaquetamiento se mide por la densidad de empaquetamiento, definida enrelación con una línea hipotética trazada en la roca (generalmente en lámina delgada)como la longitud de la línea que está ocupa por clastos partido por la longitud total dela línea. Los tipos de empaquetamientos son flotantes (clastossuspendidos), puntual (clastos parcialmente suspendidos y parcialmente con contactospuntuales), tangente (clastos en contactos puntuales y lineales pero con espacios entreellos), completo (clastos totalmente en contacto) y suturado (clastos totalmente encontacto e interpenetrados, desarrollado por procesos diagenéticos).

Selección.- Se refiere a la mayor o menor homogeneidad en tamaño de losclastos. Un sedimento bien seleccionado es aquel en que todos los tamañosde los clastos del esqueleto son parecidos. La selección nos da una idea de laduración del transporte.

Formación de una roca conclastos de origen orgánico. Alconvertirse en rocas elsedimento se llamaracoquina.

2.1.2. Textura no clásticaEsta textura está compuesta solamente de acumulaciones de restos orgánicos de cualquier tamañoy precipitación de sustancias químicas.

Variedades.- Debido a la mayor o menor intensidad de un proceso químico, debido a la duracióndel mismo o a la combinación de varios procesos, las texturas no clásticas pueden ser:

Masiva o amorfa.- Las partículas son muy pequeñas o coloidales, de tal manera que solo se apreciauna masa.

Oolítica.- Está constituida por pequeños esferoides o elipsoides, de tamaños comprendidos entre 2mm. y 0.25 mm., a manera de huevos de peces, con estructura interna concéntrica.

2.1.2. Texturas no clásticas:

Pisolítica.- Es una variedad muy similar a la anterior, con la diferencia del tamaño, lospisolitos son más grandes (más de 2 mm.).

Esferulítica- En este tipo de textura pueden existir oolitos o pisolitos; pero conestructura interna radiada.

Sacaroide.- Es una forma de textura granular cristalina de grado medio a grueso,equigranular y con minerales claros.

Fibrosa.- Como fibras.

Coloforme.- Con apariencia de cola de carpintero.

Porosa. Presenta poco peso y poros.

Fosilífera.- Conformada por fósiles o microfósiles.

Ejemplo de formación de una roca de textura noclástica (caliza).

Intraclastos. Son fragmentos de sedimentos carbonatados que fuerondepositados sobre la cuenca y que posteriormente fueron removilizados(retrabajados) para dar granos sedimentarios nuevos. Su morfología ycomposición puede ser muy variada, incluyendo cualquier tipo de aloquímicos yortoquímicos en cualquier proporción. Sin embargo, al tener la misma edadgeológica que el sedimento que los contiene, deben de presentar asociacionesde fósiles compatibles con el mismo.

Formación de una estructuracarbonatada porprecipitación química

Simbologías mas utilizadasen rocas carbonadatas.

2.2.- ESTRUCTURAS DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS:

Las estructuras en rocas sedimentarias, son los rasgos mayores de las rocas, que no sepueden apreciar en ejemplares de mano, sino en el campo. También pueden serreconocidas por medio de fotos aéreas, imágenes satelitales y ortofotos.

Las estructuras de las rocas sedimentarias son muy características y diferencias a losdemás tipos de rocas, entre ellas las rocas ígneas.

2.2.1. La Estratificación:

Todas las rocas sedimentarias se reconocen fácilmente porque se presentan en estratosde diversos espesores que, varían ligeramente en longitud, espesor y tamaño. Puededarse el caso de pequeños estratos formados en cuencas o depresiones muy locales, ode estratos formados en grandes plataformas marinas, o en grandes áreascontinentales etc.

Estrato.- Es una capa individualizada de roca; a lo largo de la capa la roca es delmismo tipo, salvo algunas pequeñas variaciones. Entre estrato y estrato existe unadiscontinuidad llamada plano de estratificación, que no siempre es una superficielisa.Espesor de los estratos.- Los estratos de acuerdo a su espesor puedendenominarse:Manto.- Cuando la capa de roca sedimentaria individualizada tiene más de un 1 m.de espesor (potencia).Lámina.- Cuando tienen potencia menor a 1 cm.Estrato propiamente dicho.- Cuando la capa rocosa se encuentra entre 1 cm. y 1m. de potencia.

•Forma de los estratos.- Los estratos pese a que no tienen formas regulares, puedentener semejanza con algunas formas:

Láminares.- Cuando son muy delgados y sucesivos, como hojas o folios.Tabulares.- Con apariencia de tablones.Prismáticos.- Como cuartones, el ancho y el espesor son de la misma dimensión.Cintas.- Son delgados en espesor y ancho, pero muy largos.Cuneiformes.- Cuando tienen forma de cuña.De canal.- Cuando rellenan cauces antiguos.

2.2.2. Variedades de las estructuras:

•Estructuras físicas.- Las más importantes estructuras físicas son:

Fisibilidad.- Es una estructura menor o una propiedad de las rocas pelíticas,mediante la cual se puede separar láminas aparentes de roca, que se disgregancasi inmediatamente en astillas curvadas, abastonadas y gránulos. Esta estructuraes típica de las lutitas y se debería a la composición de limos y arcillas, que tienenestas rocas.Estratificación ordinaria.- Se refiere a la distribución similar de los fragmentos entodo el estrato. El proceso de sedimentación ha sido constante, manteniendo lamisma energía.Estratificación gradada.- Cada estrato clástico presenta una gradación de suscomponentes; en uno de los planos de estratificación se encuentran fragmentosgruesos, que van disminuyendo de tamaño hasta el otro plano. Los sedimentos sedepositaron rápidamente, sin clasificar, por corrientes turbulentas. Producida laturbulencia se genera una sedimentación progresiva, por tamaños: primero caenlos clastos gruesos, luego medios y finalmente las partículas finas; se presenta enestratos gruesos o mantos.

Estratificación cruzada.- Agrupa a un conjunto de estratos de grano medioa fino que no presentan planos de estratificación paralelos sino cruzadosy/o cóncavos, el origen se debe a una rápida erosión y o sedimentacióncontinua, tanto en zonas de playa y en ambientes desérticos, se puededistinguir pequeñas discordancias (las capas no concuerdan).Varves.- Se presenta una secuencia de estratos laminares sucesivos; lasláminas están constituidas de sedimentos finos que se intercalan consedimentos algo más gruesos. Ocurren en ambientes de aguas tranquilascomo los lagos. Cada lámina de roca representa un tipo de estaciónclimatológica.

Estratificación contorsionada y hundida.- Ocurre por efecto de algunascorrientes que afectan violentamente una sedimentación relativamentetranquila y reciente. Los estratos de sedimentos, medianos o gruesos sehunden o contorsionan en las capas de sedimentos finos que seencuentran debajo.Improntas de carga.- Se presentan en los contactos entre dos capas degranulometría diversa, especialmente de finos y medios. Durante lacompactación, las capas de grano medio, pueden penetrar de manerairregular en las capas de grano fino, por el peso.Otras marcas.- En los planos de estratificación, pueden quedar huellas degotas de lluvia, de grietas de desecación de arcillas, de oleaje, etc.

Texturas de polarización

De arriba hacia abajo:

Estratificación gradada,estratificación cruzada yestratificación contorsionada.

• Estructuras químicas.- Algunas de las más conocidas son las siguientes:

Estilolitas.- Son rayados irregulares, a manera de sismogramas, que se puedenpresentar en los planos de estratificación, o dentro de los estratos de rocassolubles, carbonatadas especialmente; se deben a una disolución diferencial enplanos de estratificación, en juntas y fracturas.

Concreciones.- Son acumulaciones a manera de costras, capas onduladasirregulares, cuerpos ovoides o redondeados, que se forman por precipitación decarbonatos, especialmente, en zonas cársticas, dentro de grutas, a la salida degrietas y otras.

Geodas.- Son acumulaciones a manera de costras, capas onduladas irregulares,cuerpos ovoides o redondeados, que se forman por precipitación decarbonatos,sulfatos y otros; se presentan especialmente en zonas carsticas dentrode grutas o donde hay emanaciones de aguas termales.

Estalactitas.- Son estructuras en forma de columna, formadas porprecipitación de sustancias químicas en grutas. Las estalactitas cuelgan delos techos de las cavernas y tienen un canal en el centro (por dondediscurre el agua con minerales).

Estalagmitas.- Son estructuras formadas por el mismo principio. Lasestalagmitas son columnas que se levantan desde el suelo de las cavernas,no tienen canal al medio.

Pilares.- Son estructuras del mismo origen que se forman por la unión deunaestalactita y una estalagmita.

•Estructuras orgánicas.- Se forman por la acumulación de restos orgánicos.Todas las rocas que contienen fósiles y los fósiles mismos se consideranestructuras orgánicas.

Tamaño(mm) Sedime ntos Roca s

256

64

4

2

1

0,5

0,25

0,125

0,0625

0,0312

0,0156

0,0078

0,0039

Bloques

Ripios

Grava

Sábula

Arena muy grues a

Arena grues a

Arena media

Are na fina

Arena muy fina

Limo grueso

Limo medio

Limo fino

Limo muy fino

Arcilla

Boubles

Cobble

Pebble

Gra nule

Very coa rse sand

Coarse sand

Medium s and

Fine sa nd

Very fine sa nd

Coa rs e s ilt

Medium s ilt

Fine s ilt

Very fine s ilt

Cla y

Are nisca muy gruesa

Arenis ca grues a

Arenisca me dia

Are nisca fina

Arenisca muy fina

Ve ry coars e s andstone

Coarse s andstone

Me dium s andstone

Fine s ands tone

Very fine sands tone

Argilita

Clays tone / Argillite

Clasificación de las rocas sedimentarias

Rudita

Lutitarudítica

Areniscarudítica

Arenisca Lutita

Ruditaareniscosa

Ruditalutítica

Grava(>2 mm)

Arena(0,062-2 mm)

Fango(<0,062 mm)

1

2 3

4

5 67

9 8

10

11 12

Arcilla(<4 m)

Arena(62-2000 m)

Limo(4-62 m)

1 = Argilita2 = Argilita arenosa3 = Argilita limosa4 = Lodolita arcillosa5 = Lodolita arenosa6 = Lodolita limosa7 = Arenisca arcillosa8 = Arenisca limosa9 = Arenisca10 = Limolita arcillosa11 = Limolita arenosa12 = Limolita.

c = calizaca = caliza arenosacal = caliza areno-limosacla = caliza limo-arenosacm = caliza margosam = margaac = arenisca calcáreaacl = arenisca calcárea-limosaalc = arenisca limosa-calcáreaal = arenisca limosaa = areniscala = limolita arenosalac = limolita areno-calcárealca = limolita calcárea-arenosalm = limolita margosaL = limolita

c

cmca

m

lm

lla

lac

lca

clacal

acl

alc

ac

ala

Carbonatos

Arena(62-2000 m)

Limo(4-62 m)

MELGAREJO

(1997)

FÜCHTBAUER

(1959)

PICARD

(1971)

Clasificación de rocas sedimentariasintermedias

Rudita

Lutitarud’tica

Areniscarud’tica

Arenisca Lutita

Ruditaareniscosa

Ruditalut’tica

Grava(>2 mm)

Arena(0,062-2 mm)

Fango(<0,062 mm)

MELGAREJO

(1997)

ALOCLASTOSNO CARBONATICOS

<50% DEL TOTALDE LA ROCA

SILICOCLASTOS>50% DEL TOTAL

DE LA ROCA

SILICOCLASTOS<50% DEL TOTAL

DE LA ROCA

ALOCLASTOSNO CARBONATICOS

>50% DEL TOTALDE LA ROCA

ALOOCLASTOSCARBONATICOS>50% DEL TOTAL

DE LA ROCA

ALOOCLASTOSCARBONATICOS<50% DEL TOTAL

DE LA ROCA

CALCILITO-CLASTOS

>50% DEL TOTALDE LA ROCA

CALCILITO-CLASTOS

<50% DEL TOTALDE LA ROCA

ARENISCANO CARBONATICA

ARENISCACARBONATICA

ARENISCASILICICLASTICA

OSILICOARENITA

ARENISCAALOCLASTICA

OALOARENITA

ARENISCACALCILITICA

OCALCILITOARENITA

CALCARENITA

SILICOARENITAPURA

SILICOARENITAMIXTA

ALOARENITAPURA

ALOARENITAMIXTA

CALICILITO-ARENITA

PURA

CALCILITO-ARENITA

MIXTA

CALCARENITAPURA

CALCARENITAMIXTA

SILICOCLASTOS>

ALOCLASTOSNO CARBONATICOS

>50% DELOSGRANOSSON

NO CARBONATICOS

> 50% DE LOSGRANOS SON

CARBONATICOS

CALCILITOCLASTOS>

ALOCLASTOSCARBONATICOS

CALCILITOCLASTOS<

ALOCLASTOSCARBONATICOS

SILICOCLASTOS<

ALOCLASTOSNOCARBONATICOS

Extraforma-cionales

ORIGEN

Intraforma-cionales

Intraforma-cionales

CLASTOSANGULOSOS

CLASTOSREDONDEADOS

Brechas internas

Seudobrechas

BrechaMonom’cticasOligom’cticasPolim’cticas

Monom’cticasOligom’cticas

Monom’cticasOligom’cticas

LITOLOGIA

Congl. blandos

Seudoconglomerado

OrtoconglomeradoParacongl.omerado

Brecha de morrena

Brecha de arrecife

Brecha de f lujo

Brecha de escombrera

Brecha de fract uras

Brecha de pliegues

Brecha de disolución

Brecha int erna

Conglomerado

MONOMICTICO POLIMICTICO

Brechas y conglomerados

Litarenitafeldespática

Litarenita

FR

FRSed

FRVolc FRMet

Sedarenita

FilarenitaArenitavolcánica

Arcosa

Q

A

Q

A FR

Cuarzoarenita

Sub-litarenita

Arcosalítica

Sub-arcosa

Cuarzograuvaca

Grauvacafeldespática

Grauvacalítica

Clasificación de areniscasFolk (1964)

Q

A FR

Q

A FR

Q

A FR

Q

A FR

Cuarzoarenita

Sub-litarenita

Sub-arcosa

Cuarzograuvaca

Grauvacafeldesp‡tica

Grauvacal’tica

Arenitaarc—sica

Arenital’tica

Clasificación de areniscasPettijohn et al (1987)

1

2 3

4

5 67

9 8

10

11 12

Arcilla(<4 m)

Arena(62-2000 m)

Limo(4-62 m)

1 = Argilita2 = Argilita arenosa3 = Argilita limosa4 = Lodolita arcillosa5 = Lodolita arenosa6 = Lodolita limosa7 = Arenisca arcillosa8 = Arenisca limosa9 = Arenisca10 = Limolita arcillosa11 = Limolita arenosa12 = Limolita.

PICARD

(1971)

c

cmca

m

lm

lla

lac

lca

clacal

acl

alc

ac

ala

Carbonatos

Arena(62-2000 m)

Limo(4-62 m)

FŸCHTBAUER

(1959)c = calizaca = caliza arenosacal = caliza areno-limosacla = caliza limo-arenosacm = caliza margosam = margaac = arenisca calc‡reaacl = arenisca calc‡rea-limosaalc = arenisca limosa-calc‡reaal = arenisca limosaa = areniscala = limolita arenosalac = limolita areno-calc‡realca = limolita calc‡rea-arenosalm = limolita margosaL = limolita