Roca de barro

Una arcillita es una roca de lodo litificada y no clivable. Para que una roca se considere arcillita, debe estar compuesta por al menos un cincuenta por ciento de arcilla ( filosilicatos ), cuyas partículas miden menos de 1/256 de milímetro. Los minerales arcillosos son esenciales para las rocas de lodo y representan el primer o segundo componente más abundante en volumen. Hacen que el lodo sea cohesivo y plástico, es decir, que pueda fluir. Los minerales arcillosos suelen tener un grano muy fino y representan las partículas más pequeñas que se reconocen en las rocas de lodo. Sin embargo, el cuarzo, el feldespato, los óxidos de hierro y los carbonatos también pueden meteorizarse hasta alcanzar el tamaño de los granos típicos de minerales arcillosos. ^{[ 4 ]}

Para una comparación de tamaño, una partícula de arcilla es 1/1000 del tamaño de un grano de arena. Esto significa que una partícula de arcilla viajará 1000 veces más lejos a velocidad constante del agua, por lo que requiere condiciones más tranquilas para su sedimentación. ^{[ 3 ]}

La formación de arcilla se comprende bien y puede provenir del suelo, ceniza volcánica y glaciación. Las antiguas rocas arcillosas son otra fuente, ya que se erosionan y desintegran fácilmente. El feldespato, los anfíboles, los piroxenos y el vidrio volcánico son los principales donantes de minerales arcillosos. ^{[ 4 ]}

Una lutita es una roca sedimentaria siliciclástica que contiene una mezcla de partículas de tamaño limo y arcilla (al menos 1/3 de cada una). ^{[ 5 ]}

La terminología de «lutita» no debe confundirse con la clasificación de Dunham para calizas. En la clasificación de Dunham, una lutita es cualquier caliza que contiene menos del diez por ciento de granos carbonatados. Cabe destacar que una lutita siliciclástica no contiene granos carbonatados. Friedman, Sanders y Kopaska-Merkel (1992) sugieren el uso de «lutita calcárea» para evitar confusiones con las rocas siliciclásticas.

La limolita es una roca arcillosa litificada y no clivable. Para que una roca se denomine limolita, debe contener más del cincuenta por ciento de material del tamaño del limo. El limo es cualquier partícula más pequeña que la arena (1/16 de milímetro) y más grande que la arcilla (1/256 de milímetro). Se cree que el limo es producto de la meteorización física, que puede incluir congelación y descongelación, expansión térmica y liberación de presión. La meteorización física no implica cambios químicos en la roca y puede resumirse como la fragmentación física de la misma.

Una de las mayores concentraciones de limo en la Tierra se encuentra en el Himalaya, donde las filitas están expuestas a precipitaciones de hasta cinco a diez metros (16 a 33 pies) al año. El cuarzo y el feldespato son los principales componentes del limo, que tiende a ser poco cohesivo y no plástico, pero se licúa con facilidad.

Existe una prueba sencilla que se puede realizar en el campo para determinar si una roca es limolita o no: simplemente hay que tocarla con los dientes. Si la roca se siente áspera al tacto, entonces es limolita.

La lutita es una roca arcillosa laminada, dura y de grano fino, compuesta por minerales arcillosos, cuarzo y limo feldespático. La lutita es litificada y exfoliable. Debe tener al menos el 50 % de sus partículas con un tamaño inferior a 0,062  mm. Este término se limita a las rocas arcillosas o con contenido de arcilla.

Existen muchas variedades de esquisto, incluyendo las calcáreas y las ricas en materia orgánica; sin embargo, el esquisto negro, o esquisto rico en materia orgánica, merece una evaluación más detallada. Para que un esquisto sea considerado esquisto negro, debe contener más del uno por ciento de carbono orgánico. Una buena roca madre de hidrocarburos puede contener hasta un veinte por ciento de carbono orgánico. Generalmente, el esquisto negro recibe su aporte de carbono de las algas , que se descomponen y forman un lodo conocido como sapropel . Cuando este lodo se calienta a la presión deseada, a una profundidad de tres a seis kilómetros (1,8 a 3,7 millas) y a una temperatura de 90 a 120 °C (194 a 248 °F) , se forma querógeno . El querógeno se puede calentar y produce hasta 10 a 150 galones estadounidenses (0,038 a 0,568 ^m³ ) de petróleo y gas natural por tonelada de roca. ^{[ 3 ]}   

La pizarra es una lutita dura que ha sufrido metamorfismo y presenta una foliación bien desarrollada. Ha experimentado metamorfismo a temperaturas entre 200 y 250 °C (392 y 482 °F) , o una deformación extrema. Dado que la pizarra se forma en el ámbito inferior del metamorfismo, en función de la presión y la temperatura, conserva su estratificación y puede definirse como una roca dura de grano fino. ^{[ 4 ]}  

La pizarra se usa frecuentemente para techos, suelos o muros de piedra de estilo antiguo. Tiene un aspecto atractivo, y su exfoliación ideal y textura lisa son muy apreciadas.

Las fuertes lluvias proporcionan el movimiento cinético necesario para el transporte de lodo, arcilla y limo. El sudeste asiático, incluyendo Bangladesh e India, recibe grandes cantidades de lluvia durante los monzones, que luego arrastran sedimentos del Himalaya y las zonas circundantes hasta el océano Índico.

Los climas cálidos y húmedos son los mejores para la meteorización de las rocas, y hay más lodo en las plataformas oceánicas frente a las costas tropicales que en las plataformas templadas o polares. El sistema amazónico , por ejemplo, tiene la tercera mayor carga de sedimentos del planeta, con precipitaciones que aportan arcilla, limo y lodo de los Andes en Perú, Ecuador y Bolivia. ^{[ 6 ]}

Los ríos, las olas y las corrientes litorales separan el lodo, el limo y la arcilla de la arena y la grava debido a la velocidad de caída. Los ríos más largos, con pendientes suaves y grandes cuencas hidrográficas, tienen la mejor capacidad de transporte de lodo. El río Misisipi , un buen ejemplo de río largo, de pendiente suave y con gran caudal, transporta lodo desde sus tramos más septentrionales y lo deposita en su delta, donde predomina el lodo.

A continuación se presenta una lista de los diversos entornos que actúan como fuentes, modos de transporte hacia los océanos y entornos de deposición de rocas arcillosas.

Deltas

Un delta es un depósito subaéreo o subacuático que se forma cuando ríos o arroyos depositan sedimentos en un cuerpo de agua. Los deltas, como el del Misisipi y el del Congo , tienen un enorme potencial para la sedimentación y pueden transportar sedimentos a las profundidades oceánicas. Los deltas se encuentran en la desembocadura de un río, donde sus aguas disminuyen su velocidad al entrar en el océano y se depositan limo y arcilla.

Los deltas de baja energía, que depositan gran cantidad de lodo, se ubican en lagos, golfos, mares y océanos pequeños, donde las corrientes costeras también son débiles. Los deltas ricos en arena y grava son deltas de alta energía, donde predominan las olas y el lodo y el limo se transportan mucho más lejos de la desembocadura del río. ^{[ 4 ]}

Podemos imaginar el origen de una lutita como sedimento en la cima de una montaña, que pudo haber sido elevado por la tectónica de placas o expulsado por un volcán . Este sedimento está expuesto a la lluvia, el viento y la gravedad, que erosionan y fragmentan la roca. Los productos de la erosión, incluyendo partículas que van desde arcilla y limo hasta guijarros y cantos rodados, son transportados a la cuenca inferior, donde se solidifican formando uno de los muchos tipos de lutitas sedimentarias.

Finalmente, la lutita se desplazará kilómetros por debajo de la superficie, donde la presión y la temperatura la transformarán en gneis metamorfoseado. El gneis metamorfoseado volverá a la superficie como roca encajante o como magma en un volcán, y todo el proceso comenzará de nuevo. ^{[ 4 ]}

Las rocas de lodo se forman en varios colores, incluyendo rojo, púrpura, marrón, amarillo, verde y gris, e incluso negro. Los tonos grises son los más comunes en las rocas de lodo, y los colores más oscuros, como el negro, provienen de carbonos orgánicos. Las rocas de lodo verdes se forman en condiciones reductoras, donde la materia orgánica se descompone junto con el hierro férrico. También se pueden encontrar en ambientes marinos, donde especies pelágicas, o de vida libre, se depositan fuera del agua y se descomponen en la roca de lodo. ^{[ 9 ]} Las rocas de lodo rojas se forman cuando el hierro dentro de la roca se oxida, y dependiendo de la intensidad del rojo, se puede determinar si la roca se ha oxidado por completo. ^{[ 3 ]}

Los fósiles se conservan bien en formaciones de lutita, ya que la roca de grano fino los protege de la erosión, la disolución y otros procesos erosivos. Los fósiles son particularmente importantes para registrar ambientes pasados. Los paleontólogos pueden analizar un área específica y determinar la salinidad, la profundidad del agua, la temperatura del agua, la turbidez del agua y las tasas de sedimentación con la ayuda del tipo y la abundancia de fósiles en la lutita.

Una de las formaciones de lutita más famosas es la Formación Burgess Shale en el oeste de Canadá, que se formó durante el Cámbrico . En este yacimiento, criaturas de cuerpo blando se conservaron, algunas enteras, gracias a la acción del lodo en un mar. Los esqueletos sólidos son, generalmente, los únicos restos de vida antigua que se conservan; sin embargo, la Formación Burgess Shale incluye partes duras del cuerpo como huesos, esqueletos y dientes, y también partes blandas como músculos, branquias y sistemas digestivos. La Formación Burgess Shale es uno de los yacimientos fósiles más importantes de la Tierra, ya que conserva innumerables especímenes de especies de 500 millones de años de antigüedad, y su conservación se debe a la protección de la lutita. ^{[ 10 ]}

Otra formación destacable es la Formación Morrison . Esta área abarca 1,5 millones de millas cuadradas, extendiéndose desde Montana hasta Nuevo México en los Estados Unidos. Se considera uno de los cementerios de dinosaurios más importantes del mundo, y sus numerosos fósiles se pueden encontrar en museos de todo el mundo. ^{[ 11 ]} Este sitio incluye fósiles de dinosaurios de algunas especies, como el Allosaurus , el Diplodocus , el Stegosaurus y el Brontosaurus . También hay peces pulmonados , moluscos de agua dulce , helechos y coníferas . Este depósito se formó por un clima tropical húmedo con lagos, pantanos y ríos, que depositaron lutitas. Inevitablemente, las lutitas preservaron innumerables especímenes del Jurásico tardío , hace aproximadamente 150 millones de años. ^{[ 11 ]}

Las lutitas, especialmente la lutita negra, son la fuente y los contenedores de valiosos yacimientos de petróleo ^{[ 12 ]} en todo el mundo. Dado que las lutitas y la materia orgánica requieren condiciones de agua tranquila para su deposición, las lutitas son el recurso más probable para el petróleo. Las lutitas tienen baja porosidad, son impermeables y, a menudo, si la lutita no es lutita negra , sigue siendo útil como sello para los yacimientos de petróleo y gas natural . En el caso del petróleo encontrado en un yacimiento, la roca que lo rodea no es la roca madre, mientras que la lutita negra sí lo es.