Sedimentos cíclicos

Los sedimentos cíclicos (también llamados sedimentos rítmicos ^{[ 1 ]} ) son secuencias de rocas sedimentarias que se caracterizan por patrones repetitivos de diferentes tipos de roca ( estratos ) o facies dentro de la secuencia. Los procesos que generan la ciclicidad sedimentaria pueden ser autocíclicos o alocíclicos, y pueden dar lugar a acumulaciones de ciclos sedimentarios de cientos o incluso miles de metros de espesor. El estudio de la estratigrafía secuencial se desarrolló a partir de controversias sobre las causas de la sedimentación cíclica. ^{[ 2 ]}

Procesos que conducen a la sedimentación cíclica

La sedimentación cíclica se produce cuando los ambientes de deposición cambian repetidamente. Los cambios en el ambiente de deposición influyen en el tipo y la cantidad de sedimentos que se depositan, produciendo diferentes tipos de rocas sedimentarias. Al menos un tipo de roca, considerado como punto de partida, debe repetirse. ^{[ 1 ]}

En función de los procesos que generan los depósitos cíclicos, se pueden distinguir dos tipos de sucesiones sedimentarias cíclicas.

Alociclos

Los alociclos son ciclos sedimentarios causados por procesos externos al sistema deposicional que implican oscilaciones forzadas del mismo; en este caso, la sucesión cíclica registra algunas características del proceso forzante ( fluctuaciones del nivel del mar , oscilaciones climáticas o actividad tectónica ). Las sucesiones alocíclicas pueden extenderse a lo largo de grandes distancias y no se limitan a una sola cuenca deposicional. ^{[ 3 ]}

Ciclos de "superficie ascendente" en la plataforma liásica lagunar de la península de Musandam (Omán). Posible origen alocíclico.
Posibles ciclos métricos alocíclicos, dispuestos en secuencias decamétricas, limitados por niveles de algas amarillas dolomitizadas, por debajo del hiato deposicional.
Ciclos de "acumulación ascendente" en el Jurásico Medio (forma Saghtan) de la cordillera Jbel Laghdar (Omán).

Los cambios en el nivel del mar pueden crear sucesiones cíclicas de calizas , lutitas , carbones y tierras de asiento . Para que se hayan formado estos ciclos, el ambiente en el lugar de deposición debe haber cambiado radicalmente de marino a deltaico , luego a lagunar y finalmente a continental . Una causa del cambio del nivel del mar es la expansión o contracción de los glaciares continentales causada por el cambio climático . Los movimientos tectónicos también pueden afectar el ambiente de deposición, al cambiar el nivel relativo del mar local . Los ciclos sedimentarios métricos podrían estar relacionados con una influencia astronómica ( Milankovitch ) en escalas de tiempo de 20 000 a 400 000 años (véase Cicloestratigrafía ). Pero estos estratos no son útiles para la correlación y no deben tomarse como una herramienta de "alta resolución" para la estratigrafía sin un control bioestratigráfico riguroso.

Los cambios estacionales en el clima pueden crear sedimentos cíclicos en forma de bandas alternas de arcilla y limo (también conocidas como varvas ). Por ejemplo, en una región glacial donde los sedimentos se depositan en un lago , los sedimentos gruesos atrapados en el hielo se liberan cuando este se derrite en verano. Esto crea bandas de limo más claras y gruesas en los depósitos lacustres. En invierno, el deshielo es mínimo, lo que significa que solo se aporta material fino al lago, lo que da lugar a capas delgadas de arcilla. Las varvas se forman mediante un proceso alocíclico, pero debido a que los ciclos se limitan a la cuenca de deposición, la extensión lateral de los estratos resultantes es limitada.

Autociclos

Los autociclos son ciclos sedimentarios creados por procesos que solo tienen lugar dentro de la cuenca de deposición e implican oscilaciones libres del sistema sedimentario; de hecho, la sucesión cíclica resultante depende únicamente de los parámetros geométricos y sedimentarios característicos del sistema deposicional (por ejemplo, dimensiones y forma de la plataforma, productividad de carbonatos, etc.). Los autociclos muestran una continuidad estratigráfica limitada . ^{[ 3 ]}

Septfontaine M. (1985) proporcionó un ejemplo de sedimentación autocíclica en una plataforma carbonatada: Ambientes deposicionales y foraminíferos asociados (litiólidos) en la plataforma carbonatada del Lías medio de Marruecos.- Rev. de Micropal., 28/4, 265-289. Véase también www.palgeo.ch/publications.

Ciclo métrico de primer orden con pendiente ascendente en la plataforma del Lías Medio del Alto Atlas, Marruecos. Laminaciones dolomitizadas por algas en la superficie.
Ciclo autocíclico emergente reciente en un entorno lagunar a supramareal. Esteras de algas en amarillo. Túnez.
Cemento estalactítico de una muestra de la zona supramareal en un ambiente vadoso (aire dentro del sedimento), parte superior del ciclo regresivo, Lías medio, Alto Atlas. Lámina delgada, L = 0,5 mm.
Brecha de huracán cementada en la superficie de un lecho, cima de un ciclo de "superficialización ascendente". Lías Medio, Alto Atlas.
Parte superior de un ciclo regresivo métrico con desecaciones , superficie del lecho dolomitizada. Líasico medio del Alto Atlas, Marruecos.
Desbordamiento, amonites y belemnites (por tormentas) sobre un ciclo regresivo, ambiente supramareal. Líasico medio del Alto Atlas, Marruecos.
Huellas gigantes de dinosaurios en un sedimento fangoso sobre un ciclo regresivo métrico. Líasico Medio, Alto Atlas, Marruecos.
Ciclos regresivos métricos a hectométricos (relacionados con una aceleración de la tasa de subsidencia); al sur del Alto Atlas, Marruecos.

Problema con el estudio de los sedimentos cíclicos

El debate sobre las causas de la sedimentación cíclica ha sido polémico en el pasado y aún no se ha resuelto. La estratigrafía secuencial, el estudio de los cambios del nivel del mar mediante el análisis de los depósitos sedimentarios, se desarrolló a partir de la controversia centenaria sobre el origen de la sedimentación cíclica y la importancia relativa de los factores eustáticos y tectónicos en dichos cambios. ^{[ 2 ]}

Otro problema en el estudio de los sedimentos cíclicos es que distintos investigadores utilizan diferentes criterios para identificar los ciclos y las superficies que separan las capas sedimentarias dentro de ellos. Tampoco existe una terminología ni un esquema de clasificación consistentes para describir la naturaleza de los ciclos observados en el registro estratigráfico. Esto se debe principalmente a que la datación absoluta no es lo suficientemente precisa en la actualidad. ^{[ 1 ]}

Ciclos perimareales

Un ciclo sedimentario perimareal (o parasecuencia perimareal ) es el resultado típico de la progradación de llanuras mareales en la laguna, y puede tener un origen autocíclico o alocíclico.

En ambientes de aguas someras, dentro, debajo y justo por encima del rango de mareas, se depositan gruesas secuencias de carbonatos perimareales. Muchas plataformas carbonatadas, tanto antiguas como modernas, se caracterizan por este tipo de sedimentación.

Una de las propiedades fundamentales de las sucesiones perimareales carbonatadas es la disposición de las facies submareales, intermareales y supramareales en ciclotemas o parasecuencias asimétricas que se hacen someras hacia arriba (Hardie y Shinn, 1986) ^{[ 4 ].}

Modelo de Ginsburg

El modelo de Ginsburg aborda las sucesiones cíclicas en el caso específico de una llanura de marea y una laguna, introduciendo el importante concepto de que los ciclos peritidales de carbonato pueden formarse sin forzamiento externo.

Ginsburg (1971) sugirió que las parasecuencias asimétricas de somerización ascendente podrían producirse bajo condiciones de subsidencia constante y nivel del mar eustático constante mediante el transporte hacia tierra de sedimentos carbonatados desde zonas submareales, lo que conduce a la progradación de zonas intermareales y supramareales. La progradación continua reduce el tamaño del área submareal productiva, disminuyendo así el suministro de sedimentos hasta que no puede seguir el ritmo de la subsidencia. Cuando el área se hunde y vuelve a ser supramareal, las áreas intermareales y supramareales se inundan nuevamente, iniciando un nuevo ciclo. ^{[ 4 ]}

El modelo de Ginsburg para la generación de autociclos en llanuras mareales y lagunas carbonatadas.

El modelo se desarrolló a partir de los ejemplos de la laguna de Florida y las marismas de las Bahamas. La laguna de la bahía de Florida y las marismas de las Bahamas y el golfo Pérsico actúan como trampas para los sedimentos finos producidos en las grandes plataformas o plataformas abiertas adyacentes a las que se enfrentan. El lodo carbonatado se produce por precipitación y por la desintegración de esqueletos orgánicos en las extensas áreas de origen. Posteriormente, se desplaza hacia la costa mediante la circulación eólica, mareal o estuarina, y se deposita gracias a la estabilización de plantas y animales marinos. Dado que muchas veces las áreas de origen marinas abiertas son mayores que las trampas costeras, debido a la falta de espacio de acomodación, la cuña de sedimentos inevitablemente avanza hacia el mar. Esta progradación hacia el mar genera un ciclo regresivo desde la plataforma o plataforma marina abierta hasta la llanura supramareal. Como consecuencia, el tamaño del área de origen marina abierta disminuye y la producción de lodo se reduce, dejando de superar una lenta subsidencia continua. La acumulación de lodo carbonatado cesa y comienza una nueva transgresión. Cuando la zona de origen se expande de tal manera que la producción vuelve a superar la subsidencia, comienza un nuevo ciclo regresivo.

La premisa de Ginsburg consiste en considerar el hundimiento constante y continuo en la zona de las Bahamas (márgenes pasivos) e idealizar una pendiente casi horizontal.

Un esquema sintético puede ser útil para la comprensión completa del modelo (ver la imagen):

El lodo carbonatado que se produce en la plataforma continental (tanto en el interior como en la laguna) se desplaza hacia tierra firme.
Se forma y avanza una llanura supramareal a medida que la producción de carbonato supera la subsidencia.
La producción de carbonato disminuye debido a que la plataforma submareal productiva se reduce, hasta que ya no puede contrarrestar la subsidencia constante. Una transgresión inunda la parte superior de la plataforma supramareal anterior y comienzan a crecer nuevos productores.
Una y otra vez, mientras continúe el hundimiento constante.
Se crea una pila de ciclos perimareales regresivos delimitados por superficies de inundación (parasecuencias), con nivel del mar constante y subsidencia constante: un proceso totalmente autocíclico .

Referencias

Septfontaine, M. (1985): Milieux de dépôts et foraminifères (Lituolidae) de la plate-forme carbonatée du Lias moyen au Maroc.- Rev. Micropaléont ., 28/4, 265-289. (Le modèle ancien proposé ci-dessous a son équivalent actuel au fond du golfe de Gabès et dans les chotts associés, voir Davaud & Septfontaine, 1995.
Davaud, E. y Septfontaine, M. (1995): Transporte terrestre post mortem de foraminíferos epífitos: ejemplo reciente de la costa tunecina.- Jour. Sediment. Research , 65/1A, 136–-142.
Septfontaine, M. y De Matos, E. (1998): Pseudodictyopsella jurassica nov. gen., nov. sp., un nuevo foraminífero del Jurásico Medio Temprano de la Península de Musandam. Contexto sedimentológico y estratigráfico.- Rev. Micropaléont ., 41/1,71-87. (Dans este artículo, en nota de la ausencia del género Orbitammina en Omán, souvent confondu avec Timidonella par les auteurs Anglo-Saxons).

1 2 3 V Cotti Ferrero, Celestina (2004-01-01). Enciclopedia de sedimentos y rocas sedimentarias . Springer. ISBN 978-1-4020-0872-6.
1 2 Emery (1996-10-01). Estratigrafía secuencial . Blackwell Publishing. ISBN 978-0-632-03706-3.{{cite book}}: CS1 mantenimiento: falta el editor de ubicación ( enlace )
1 2 Flugel, Erik (15 de septiembre de 2004). Microfacies de rocas carbonatadas . Springer. ISBN 978-3-540-22016-9.
1 2 Burgess, PM; Wright, VP; Emery, D. (2001). "Modelado numérico directo del desarrollo de parasecuencias de carbonatos perimareales: implicaciones para la interpretación de afloramientos" . Basin Research . 13 (1): 1– 16. Bibcode : 2001BasR...13....1B . doi : 10.1046/j.1365-2117.2001.00130.x . ISSN 1365-2117 . S2CID 130713610 .

[:0-1] 1 2 3 V Cotti Ferrero, Celestina (2004-01-01). Enciclopedia de sedimentos y rocas sedimentarias . Springer. ISBN 978-1-4020-0872-6.

[:1-2] 1 2 Emery (1996-10-01). Estratigrafía secuencial . Blackwell Publishing. ISBN 978-0-632-03706-3.{{cite book}}: CS1 mantenimiento: falta el editor de ubicación ( enlace )

[:2-3] 1 2 Flugel, Erik (15 de septiembre de 2004). Microfacies de rocas carbonatadas . Springer. ISBN 978-3-540-22016-9.

[:3-4] 1 2 Burgess, PM; Wright, VP; Emery, D. (2001). "Modelado numérico directo del desarrollo de parasecuencias de carbonatos perimareales: implicaciones para la interpretación de afloramientos" . Basin Research . 13 (1): 1– 16. Bibcode : 2001BasR...13....1B . doi : 10.1046/j.1365-2117.2001.00130.x . ISSN 1365-2117 . S2CID 130713610 .