Sedimentología

La sedimentología abarca el estudio de los sedimentos modernos, como la arena , ^{[ 1 ]} el limo y la arcilla , ^{[ 2 ]} y los procesos que dan lugar a su formación ( erosión y meteorización ), transporte , deposición y diagénesis . ^{[ 3 ]} Los sedimentólogos aplican su conocimiento de los procesos modernos para interpretar la historia geológica mediante observaciones de rocas sedimentarias y estructuras sedimentarias . ^{[ 4 ]} La sedimentología es una subdisciplina de la geología . ^{[ 5 ]}

Las rocas sedimentarias cubren hasta el 75% de la superficie terrestre, registran gran parte de la historia de la Tierra y albergan el registro fósil . La sedimentología está estrechamente relacionada con la estratigrafía , el estudio de las relaciones físicas y temporales entre las capas o estratos de roca .

La premisa de que los procesos que afectan a la Tierra hoy son los mismos que en el pasado es la base para determinar cómo se formaron las estructuras sedimentarias en el registro geológico. Al comparar características similares actuales con las del registro geológico —por ejemplo, al comparar dunas de arena modernas con dunas conservadas en antiguas areniscas eólicas— , los geólogos reconstruyen los entornos del pasado.

Existen cuatro tipos principales de rocas sedimentarias : clásticas, carbonatadas, evaporíticas y químicas.

• Las rocas clásticas están compuestas por partículas derivadas de la meteorización y erosión de rocas precursoras y consisten principalmente en material fragmentario. Se clasifican según el tamaño predominante de sus granos y su composición. Antiguamente, el término «rocas sedimentarias clásticas» se utilizaba para describir rocas sedimentarias clásticas ricas en sílice; sin embargo, también se han encontrado rocas carbonatadas clásticas. El término más apropiado es rocas sedimentarias siliciclásticas .
  • Las rocas sedimentarias orgánicas son depósitos importantes formados por la acumulación de detritos biológicos, y forman depósitos de carbón y esquisto bituminoso , y se encuentran típicamente dentro de cuencas de rocas sedimentarias clásticas.
• Los carbonatos están compuestos por diversos minerales carbonatados (con mayor frecuencia carbonato de calcio (CaCO₃ ₎ ) precipitados por una variedad de procesos orgánicos e inorgánicos.
• Los evaporitas se forman a través de la evaporación del agua en la superficie terrestre y, por lo general, incluyen halita o yeso . ^{[ 6 ]}
• Las rocas sedimentarias químicas, incluidos algunos carbonatos, se depositan por precipitación de minerales a partir de una solución acuosa. Entre ellas se encuentran la jaspilita y el sílex .

Las rocas sedimentarias proporcionan multitud de productos que la sociedad moderna y la antigua han llegado a utilizar.

• Arte : el mármol , aunque es una piedra caliza metamorfoseada , es un ejemplo del uso de rocas sedimentarias en la búsqueda de la estética y el arte.
• Usos arquitectónicos: la piedra derivada de rocas sedimentarias se utiliza para piedra de construcción y en arquitectura , especialmente la pizarra ( esquisto metamorfoseado ) para techos y la arenisca para contrafuertes de carga.
• Cerámica y materiales industriales: arcilla para alfarería y cerámica , incluidos ladrillos ; cemento y cal derivados de la piedra caliza .
• Geología económica : las rocas sedimentarias albergan grandes depósitos de mena SEDEX de plomo , zinc y plata , grandes depósitos de cobre , depósitos de oro , tungsteno , uranio y muchos otros minerales preciosos, gemas y minerales industriales, incluidos depósitos de mena de arenas de minerales pesados.
• Energía: la geología del petróleo se basa en la capacidad de las rocas sedimentarias para generar depósitos de petróleo . El carbón y el esquisto bituminoso se encuentran en rocas sedimentarias. Una gran proporción de los recursos energéticos de uranio del mundo se encuentran dentro de secuencias sedimentarias.
• Aguas subterráneas : las rocas sedimentarias contienen una gran proporción de los acuíferos subterráneos de la Tierra . Nuestra comprensión de la extensión de estos acuíferos y de la cantidad de agua que se puede extraer de ellos depende fundamentalmente de nuestro conocimiento de las rocas que los contienen (el reservorio).

El objetivo de la sedimentología, el estudio de los sedimentos, es obtener información sobre las condiciones de deposición que actuaron para depositar la unidad rocosa, y la relación de las unidades rocosas individuales en una cuenca para lograr una comprensión coherente de la evolución de las secuencias sedimentarias y las cuencas, y por lo tanto, de la historia geológica de la Tierra en su conjunto.

La base científica de esto es el principio del uniformismo , que establece que los sedimentos dentro de las rocas sedimentarias antiguas se depositaron de la misma manera que los sedimentos que se depositan en la superficie de la Tierra en la actualidad. ^{[ 7 ]}

Las condiciones sedimentológicas quedan registradas en los sedimentos a medida que se depositan; la forma actual de los sedimentos refleja los acontecimientos del pasado, y todos los eventos que afectan a los sedimentos, desde la fuente del material sedimentario hasta las tensiones a las que se ven sometidos después de la diagénesis, están disponibles para su estudio.

El principio de superposición es fundamental para la interpretación de las secuencias sedimentarias, y en terrenos metamórficos más antiguos o cinturones de pliegues y cabalgamientos, donde los sedimentos suelen estar intensamente plegados o deformados, reconocer los indicadores de rejuvenecimiento o la estratificación gradual es fundamental para la interpretación de la sección sedimentaria y, a menudo, de la deformación y la estructura metamórfica de la región.

El plegamiento de los sedimentos se analiza mediante el principio de horizontalidad original , que establece que los sedimentos se depositan en su ángulo de reposo, el cual, para la mayoría de los tipos de sedimento, es esencialmente horizontal. Por lo tanto, cuando se conoce la dirección de rejuvenecimiento, las rocas pueden ser "desplegadas" e interpretadas según la información sedimentaria que contienen.

El principio de continuidad lateral establece que las capas de sedimento se extienden inicialmente de forma lateral en todas las direcciones, a menos que sean obstruidas por un objeto físico o la topografía.

El principio de las relaciones transversales establece que todo aquello que atraviesa o se introduce en las capas de estratos es más joven que dichas capas.

Los métodos empleados por los sedimentólogos para recopilar datos y evidencia sobre la naturaleza y las condiciones de deposición de las rocas sedimentarias incluyen:

• Medir y describir el afloramiento y la distribución de la unidad rocosa;
  • Describir la formación rocosa , un proceso formal de documentar el espesor, la litología, el afloramiento, la distribución y las relaciones de contacto con otras formaciones.
  • Mapeo de la distribución de la unidad o unidades de roca.
• Descripción de testigos de roca (perforados y extraídos de pozos durante la exploración de hidrocarburos )
• Estratigrafía secuencial
  • Describe la progresión de las unidades rocosas dentro de una cuenca.
• Describir la litología de la roca;
  • Petrología y petrografía ; en particular, medición de la textura , el tamaño del grano , la forma del grano (esfericidad, redondeo, etc.), la clasificación y la composición del sedimento.
• Analizando la geoquímica de la roca
  • La geoquímica isotópica , incluido el uso de datación radiométrica , para determinar la edad de la roca y su afinidad con las regiones de origen.

La comprensión tradicional sobre cómo se forman algunas lutitas ha sido cuestionada por geólogos de la Universidad de Indiana (Bloomington) y del Instituto Tecnológico de Massachusetts . La investigación, publicada en la edición del 14 de diciembre de 2007 de Science , contradice la visión predominante entre los geólogos de que el lodo solo se deposita cuando el agua se mueve lentamente o está estancada, demostrando en cambio que "el lodo se acumula incluso cuando las corrientes se mueven rápidamente". La investigación muestra que algunas lutitas pueden haberse formado en aguas de rápido movimiento: "Las lutitas pueden depositarse bajo condiciones más energéticas de lo que se suele suponer, lo que requiere una reevaluación de muchos registros geológicos". ^{[ 8 ]}

Macquaker y Bohacs, al revisar la investigación de Schieber et al., afirman que "estos resultados exigen una reevaluación crítica de todas las lutitas previamente interpretadas como depositadas continuamente bajo aguas tranquilas. Dichas rocas se utilizan ampliamente para inferir climas pasados, condiciones oceánicas y variaciones orbitales". ^{[ 9 ]}

Una considerable investigación reciente sobre lutitas ha sido impulsada por el esfuerzo reciente de producir comercialmente hidrocarburos a partir de ellas como yacimientos no convencionales , tanto en los yacimientos de gas de esquisto como en los de petróleo de lutitas (o petróleo ligero de lutitas). ^{[ 10 ]}

Una investigación reciente realizada por el sedimentólogo australiano Dutkiewicz ha descrito cómo la geocirculación se relaciona con las temperaturas globales y el cambio climático. La investigación describió la circulación del carbono y del agua, y los impactos del calor en la capacidad actual y futura de captura de carbono por el océano. ^{[ 11 ]}

• Rocas clásticas – Rocas sedimentarias formadas por fragmentos de minerales o rocas. Páginas que muestran descripciones breves de destinos de redireccionamiento. 
• Carbón – Roca sedimentaria combustible compuesta principalmente de carbono 
• Geología – Estudio científico de la composición física de la Tierra. 
• Mineralogía de Marte
• Esquisto bituminoso : roca sedimentaria de grano fino rica en materia orgánica que contiene querógeno. 
• Génesis de los yacimientos minerales : cómo se forman los distintos tipos de depósitos minerales en la corteza terrestre. 
• Formación rocosa
• Estratigrafía secuencial : estudio y análisis de grupos de depósitos sedimentarios. 
• Estructuras sedimentarias inducidas por la vegetación

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