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Las rocas clásticas están compuestas de fragmentos, o clastos, de minerales y rocas preexistentes . Un clasto es un fragmento de detritos geológicos , [ 1 ] trozos y granos más pequeños de roca desprendidos de otras rocas por la meteorización física . [ 2 ] Los geólogos utilizan el término clástico para referirse a rocas sedimentarias y partículas en el transporte de sedimentos , ya sea en suspensión o como carga de fondo , y en depósitos de sedimentos .
rocas clásticas sedimentarias
Las rocas sedimentarias clásticas son rocas compuestas predominantemente por fragmentos o clastos de rocas antiguas erosionadas y meteorizadas . Los sedimentos o rocas sedimentarias clásticas se clasifican según el tamaño del grano , la composición de los clastos y del material cementante ( matriz ), y la textura. Estos factores de clasificación suelen ser útiles para determinar el ambiente de deposición de una muestra . Un ejemplo de ambiente clástico sería un sistema fluvial en el que la totalidad de los granos transportados por el agua consiste en fragmentos erosionados de la roca sólida aguas arriba.
El tamaño del grano varía desde arcilla en lutitas y arcillitas ; pasando por limo en limolitas ; arena en areniscas ; y grava , cantos rodados , hasta fragmentos del tamaño de cantos rodados en conglomerados y brechas . La escala phi (φ) de Krumbein ordena numéricamente estos términos en una escala de tamaño logarítmica.
Rocas sedimentarias siliciclásticas
Las rocas siliciclásticas son rocas clásticas no carbonatadas compuestas casi exclusivamente de silicio, ya sea en forma de cuarzo o de silicatos.
Composición
La composición de las rocas sedimentarias siliciclásticas incluye los componentes químicos y mineralógicos de la matriz, así como el material cementante que las conforma. Boggs las divide en cuatro categorías: minerales principales, minerales accesorios, fragmentos de roca y sedimentos químicos. [ 3 ]
Los minerales principales se pueden clasificar en subdivisiones según su resistencia a la descomposición química. Aquellos que poseen una gran resistencia a la descomposición se clasifican como estables, mientras que los que no la poseen se consideran menos estables. El mineral estable más común en las rocas sedimentarias siliciclásticas es el cuarzo (SiO₂ ) . [ 3 ] El cuarzo constituye aproximadamente el 65 por ciento de los granos de la matriz presentes en las areniscas y alrededor del 30 por ciento de los minerales en la lutita promedio. Los minerales menos estables presentes en este tipo de rocas son los feldespatos , incluidos los feldespatos potásicos y plagioclasa. [ 3 ] Los feldespatos comprenden una porción considerablemente menor de los granos de la matriz y los minerales. Solo constituyen alrededor del 15 por ciento de los granos de la matriz en las areniscas y el 5% de los minerales en las lutitas. Los grupos de minerales arcillosos están presentes principalmente en las rocas de lodo (comprendiendo más del 60% de los minerales), pero se pueden encontrar en otras rocas sedimentarias siliciclásticas en niveles considerablemente más bajos. [ 3 ]
Los minerales accesorios se asocian con aquellos cuya presencia en la roca no es directamente importante para la clasificación del espécimen. Generalmente se presentan en cantidades menores en comparación con el cuarzo y los feldespatos. Además, los que sí se presentan suelen ser minerales pesados o micas de grano grueso (tanto moscovita como biotita ). [ 3 ]
Los fragmentos de roca también se encuentran en la composición de las rocas sedimentarias siliciclásticas y representan aproximadamente entre el 10 y el 15 por ciento de la composición de la arenisca. Generalmente constituyen la mayor parte de las partículas de tamaño grava en los conglomerados, pero contribuyen solo en una cantidad muy pequeña a la composición de las rocas arcillosas . Si bien a veces lo son, los fragmentos de roca no siempre son de origen sedimentario. También pueden ser metamórficos o ígneos . [ 3 ]
Los cementos químicos varían en abundancia, pero se encuentran predominantemente en areniscas. Los dos tipos principales son los basados en silicatos y los basados en carbonatos. La mayoría de los cementos de sílice están compuestos de cuarzo, pero pueden incluir sílex , ópalo , feldespatos y zeolitas . [ 3 ]
La composición incluye la composición química y mineralógica de los fragmentos, ya sean individuales o variados, y el material cementante ( matriz ) que mantiene unidos los clastos formando una roca. Estas diferencias se utilizan con mayor frecuencia en los granos de la estructura de las areniscas. Las areniscas ricas en cuarzo se denominan arenitas de cuarzo , las ricas en feldespato se denominan arcosas y las ricas en fragmentos líticos se denominan areniscas líticas .
Clasificación
Las rocas sedimentarias siliciclásticas están compuestas principalmente de partículas de silicato derivadas de la meteorización de rocas más antiguas y del vulcanismo piroclástico. Si bien el tamaño del grano, la composición de los clastos y del material cementante (matriz), y la textura son factores importantes en cuanto a la composición, las rocas sedimentarias siliciclásticas se clasifican según el tamaño del grano en tres categorías principales: conglomerados , areniscas y lutitas . El término arcilla se utiliza para clasificar partículas menores de 0,0039 milímetros. Sin embargo, el término también puede usarse para referirse a una familia de minerales de silicato laminares. [ 3 ] El limo se refiere a partículas que tienen un diámetro entre 0,062 y 0,0039 milímetros. El término lodo se utiliza cuando las partículas de arcilla y limo se mezclan en el sedimento; lutita es el nombre de la roca creada con estos sedimentos. Además, las partículas que alcanzan diámetros entre 0,062 y 2 milímetros entran en la categoría de arena. Cuando la arena se cementa y litifica, se conoce como arenisca. Cualquier partícula de más de dos milímetros se considera grava. Esta categoría incluye guijarros , cantos rodados y rocas. Al igual que la arenisca, cuando las gravas se litifican se consideran conglomerados. [ 3 ]
Conglomerados y brechas
Los conglomerados son rocas de grano grueso compuestas principalmente por partículas del tamaño de la grava, generalmente unidas por una matriz de grano más fino. [ 4 ] Estas rocas suelen subdividirse en conglomerados y brechas. La principal característica que divide estas dos categorías es el grado de redondeamiento. Las partículas del tamaño de la grava que componen los conglomerados son bien redondeadas, mientras que en las brechas son angulares. Los conglomerados son comunes en las sucesiones estratigráficas de casi todas las edades, pero solo representan el uno por ciento o menos, en peso, de la masa total de roca sedimentaria. [ 3 ] En cuanto a su origen y mecanismos de deposición, son muy similares a las areniscas. Como resultado, ambas categorías suelen contener las mismas estructuras sedimentarias. [ 3 ]
areniscas
Las areniscas son rocas de grano medio compuestas por fragmentos redondeados o angulares del tamaño de la arena, que a menudo, aunque no siempre, están unidos por un cemento. Estas partículas del tamaño de la arena suelen ser de cuarzo , pero existen algunas categorías comunes y una amplia variedad de esquemas de clasificación que clasifican las areniscas según su composición. Los esquemas de clasificación varían ampliamente, pero la mayoría de los geólogos han adoptado el esquema de Dott [ 5 ] , que utiliza la abundancia relativa de cuarzo, feldespato y granos de la matriz lítica, así como la abundancia de matriz arcillosa entre estos granos más grandes.
Rocas de barro
Las rocas clasificadas como lutitas son de grano muy fino. El limo y la arcilla representan al menos el 50 % del material que las compone. Los sistemas de clasificación de las lutitas suelen variar, pero la mayoría se basan en el tamaño de grano de sus principales componentes. En las lutitas, estos componentes suelen ser el limo y la arcilla. [ 6 ]
Según Blatt, Middleton y Murray [ 7 ], las rocas arcillosas compuestas principalmente de partículas de limo se clasifican como limolitas. A su vez, las rocas que poseen arcilla como partícula mayoritaria se denominan arcillitas. En geología, una mezcla de limo y arcilla se denomina lodo. Las rocas que poseen grandes cantidades de ambos se denominan lutitas. En algunos casos, el término esquisto también se utiliza para referirse a las rocas arcillosas y sigue siendo ampliamente aceptado por la mayoría. Sin embargo, otros han utilizado el término esquisto para subdividir aún más las rocas arcillosas según el porcentaje de componentes arcillosos. La forma laminar de la arcilla permite que sus partículas se apilen unas sobre otras, creando láminas o estratos. Cuanta más arcilla presente en una muestra dada, más laminada es la roca. El esquisto, en este caso, se reserva para las rocas arcillosas laminadas, mientras que la lutita se refiere a las que no lo son.
roca de barro rojo
Esquisto negro
Diagénesis de rocas sedimentarias siliciclásticas
Las rocas siliciclásticas se forman inicialmente como depósitos de sedimentos poco compactos, incluyendo gravas, arenas y lodos. El proceso de convertir los sedimentos sueltos en rocas sedimentarias duras se llama litificación . Durante la litificación, los sedimentos experimentan cambios físicos, químicos y mineralógicos antes de convertirse en roca. El principal proceso físico en la litificación es la compactación. A medida que continúa el transporte y la deposición de sedimentos, se depositan nuevos sedimentos sobre los estratos previamente depositados, enterrándolos. El enterramiento continúa y el peso de los sedimentos suprayacentes provoca un aumento de la temperatura y la presión. Este aumento de temperatura y presión hace que los sedimentos de grano suelto se compacten, reduciendo la porosidad y, esencialmente, expulsando el agua del sedimento. La porosidad se reduce aún más por la precipitación de minerales en los espacios porosos restantes. [ 3 ] La etapa final del proceso es la diagénesis , que se analizará en detalle más adelante.
Cementación
La cementación es el proceso diagenético mediante el cual los sedimentos clásticos gruesos se litifican o consolidan en rocas duras y compactas, generalmente a través de la deposición o precipitación de minerales en los espacios entre los granos individuales del sedimento. [ 4 ] La cementación puede ocurrir simultáneamente con la deposición o en otro momento. Además, una vez depositado un sedimento, este queda sujeto a la cementación a través de las diversas etapas de la diagénesis que se describen a continuación.
Enterramiento superficial (eogénesis)
La eogénesis se refiere a las primeras etapas de la diagénesis. Esto puede ocurrir a profundidades muy someras, desde unos pocos metros hasta decenas de metros bajo la superficie. Los cambios que ocurren durante esta fase diagenética se relacionan principalmente con la reelaboración de los sedimentos. La compactación y el reempaquetamiento de los granos, la bioturbación , así como los cambios mineralógicos, ocurren en diversos grados. [ 3 ] Debido a las profundidades someras, los sedimentos experimentan solo una compactación y un reordenamiento de los granos menores durante esta etapa. Los organismos reelaboran el sedimento cerca de la interfaz de deposición mediante la excavación, el reptación y, en algunos casos, la ingestión de sedimentos. Este proceso puede destruir las estructuras sedimentarias que estaban presentes al momento de la deposición del sedimento. Estructuras como la laminación darán paso a nuevas estructuras asociadas con la actividad de los organismos. A pesar de estar cerca de la superficie, la eogénesis proporciona las condiciones para que ocurran importantes cambios mineralógicos. Esto implica principalmente la precipitación de nuevos minerales.
Cambios mineralógicos durante la eogénesis
Los cambios mineralógicos que ocurren durante la eogénesis dependen del ambiente en el que se depositó el sedimento. Por ejemplo, la formación de pirita es característica de condiciones reductoras en ambientes marinos. [ 3 ] La pirita puede formarse como cemento o reemplazar materiales orgánicos, como fragmentos de madera. Otras reacciones importantes incluyen la formación de clorita , glauconita , illita y óxido de hierro (si hay agua intersticial oxigenada). La precipitación de feldespato potásico, sobrecrecimientos de cuarzo y cementos de carbonato también ocurre en condiciones marinas. En ambientes no marinos, las condiciones oxidantes son casi siempre predominantes, lo que significa que los óxidos de hierro se producen comúnmente junto con minerales arcillosos del grupo del caolín . La precipitación de cementos de cuarzo y calcita también puede ocurrir en condiciones no marinas.
Enterramiento profundo (mesogénesis)
Compactación
A medida que los sedimentos se entierran a mayor profundidad, las presiones de carga aumentan, lo que provoca un empaquetamiento compacto de los granos y un adelgazamiento de los estratos. Esto causa un aumento de la presión entre los granos, incrementando así su solubilidad. Como resultado, se produce la disolución parcial de los granos de silicato. Esto se denomina disolución por presión. Químicamente hablando, el aumento de la temperatura también puede provocar un aumento de las velocidades de reacción química. Esto aumenta la solubilidad de la mayoría de los minerales comunes (excepto los evaporitas). [ 3 ] Además, los estratos se adelgazan y la porosidad disminuye, lo que permite que se produzca la cementación por precipitación de sílice o cementos de carbonato en el espacio poroso restante.
En este proceso, los minerales cristalizan a partir de soluciones acuosas que se filtran a través de los poros entre los granos del sedimento. El cemento resultante puede o no tener la misma composición química que el sedimento. En las areniscas, los granos de la matriz suelen estar cementados por sílice o carbonato. El grado de cementación depende de la composición del sedimento. Por ejemplo, en las areniscas líticas, la cementación es menos extensa porque el espacio poroso entre los granos de la matriz está lleno de una matriz arcillosa que deja poco espacio para la precipitación. Esto también suele ocurrir en las lutitas. Como resultado de la compactación, los sedimentos arcillosos que componen las lutitas son relativamente impermeables.
Disolución
La disolución de los granos de silicato de la estructura y del cemento carbonático previamente formado puede ocurrir durante el enterramiento profundo. Las condiciones que favorecen este proceso son esencialmente opuestas a las requeridas para la cementación. Los fragmentos de roca y los minerales de silicato de baja estabilidad, como el feldespato plagioclasa , los piroxenos y los anfíboles , pueden disolverse como resultado del aumento de las temperaturas de enterramiento y la presencia de ácidos orgánicos en las aguas intersticiales. La disolución de los granos de la estructura y de los cementos aumenta la porosidad, particularmente en las areniscas. [ 3 ]
Reemplazo de minerales
Esto se refiere al proceso por el cual un mineral se disuelve y un nuevo mineral llena el espacio mediante precipitación. La sustitución puede ser parcial o completa. La sustitución completa destruye la identidad de los minerales o fragmentos de roca originales, lo que da una visión sesgada de la mineralogía original de la roca. [ 3 ] La porosidad también puede verse afectada por este proceso. Por ejemplo, los minerales arcillosos tienden a llenar el espacio poroso y, por lo tanto, a reducir la porosidad.
telogénesis
En el proceso de enterramiento, es posible que los depósitos siliciclásticos sean posteriormente elevados como resultado de un evento orogénico o erosión . [ 3 ] Cuando ocurre la elevación, expone los depósitos enterrados a un entorno radicalmente nuevo. Debido a que el proceso lleva el material a la superficie o más cerca de ella, los sedimentos que experimentan elevación están sujetos a temperaturas y presiones más bajas, así como a agua de lluvia ligeramente ácida. Bajo estas condiciones, los granos de la matriz y el cemento se disuelven nuevamente, lo que a su vez aumenta la porosidad. Por otro lado, la telogénesis también puede transformar los granos de la matriz en arcillas, reduciendo así la porosidad. Estos cambios dependen de las condiciones específicas a las que está expuesta la roca, así como de su composición y de las aguas intersticiales. Ciertas aguas intersticiales pueden causar la precipitación adicional de cementos de carbonato o sílice. Este proceso también puede favorecer la oxidación de diversos minerales que contienen hierro.
brechas sedimentarias
Las brechas sedimentarias son un tipo de roca sedimentaria clástica compuesta por clastos angulares a subangulares, orientados aleatoriamente, de otras rocas sedimentarias. Pueden formar:
- En flujos de detritos submarinos , avalanchas , flujos de lodo o flujos masivos en un medio acuoso. Técnicamente, las turbiditas son una forma de depósito de flujo de detritos y son un depósito periférico de grano fino de un flujo de brecha sedimentaria.
- Como fragmentos angulares, mal clasificados y muy inmaduros de rocas en una matriz de grano más fino, producidos por movimientos de masa. Estos son, en esencia, coluvión litificado . Las secuencias gruesas de brechas sedimentarias (coluviales) se forman generalmente junto a escarpes de falla en fosas tectónicas .
En el campo, a veces puede resultar difícil distinguir entre una brecha sedimentaria de flujo de detritos y una brecha coluvial, especialmente si se trabaja únicamente con información de perforación . Las brechas sedimentarias son una roca huésped integral para muchos depósitos exhalativos sedimentarios .
Rocas clásticas ígneas
Las rocas ígneas clásticas incluyen rocas volcánicas piroclásticas como tobas , aglomerados y brechas intrusivas , así como algunas morfologías intrusivas eutaxíticas y taxíticas marginales . Las rocas ígneas clásticas se fracturan por flujo, inyección o ruptura explosiva de rocas ígneas sólidas o semisólidas o lavas .
Las rocas clásticas ígneas se pueden dividir en dos clases:
- Rocas rotas y fragmentadas producidas por procesos intrusivos , generalmente asociadas con plutones o intrusiones de pórfido.
- Rocas rotas y fragmentadas asociadas a erupciones volcánicas, tanto de lava como de tipo piroclástico.
Rocas clásticas metamórficas
Las rocas metamórficas clásticas incluyen brechas formadas en fallas , así como algunas protomilonitas y pseudotaquilitas . Ocasionalmente, las rocas metamórficas pueden brechificarse mediante fluidos hidrotermales , formando una brecha hidrofracturada .
rocas clásticas hidrotermales
Las rocas clásticas hidrotermales generalmente se limitan a aquellas formadas por hidrofractura , proceso mediante el cual la circulación hidrotermal fractura y brechifica las rocas encajantes, rellenándolas con vetas. Este fenómeno es particularmente frecuente en los yacimientos minerales epitermales y se asocia con zonas de alteración alrededor de muchas rocas intrusivas, especialmente granitos . Numerosos depósitos de skarn y greisen están asociados con brechas hidrotermales.
brechas de impacto
Durante el impacto de un meteorito puede formarse una roca clástica bastante rara . Esta se compone principalmente de material eyectado: clastos de la roca encajante , fragmentos de roca fundida, tectitas (vidrio expulsado del cráter de impacto) y fragmentos exóticos, incluidos fragmentos derivados del propio impactor.
Para identificar una roca clástica como brecha de impacto, es necesario reconocer conos de fractura , tectitas, esferulitas y la morfología de un cráter de impacto , así como potencialmente reconocer firmas químicas y de elementos traza particulares, especialmente osmiridio .
Véase también
Referencias
- ↑ Fundamentos de Geología, 3.ª ed., Stephen Marshak, pág. G-3
- ↑ Fundamentos de Geología, 3.ª ed., Stephen Marshak, pág. G-5
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Boggs , Jr., Sam. Principios de sedimentología y estratigrafía. Pearson Prentice Hall: Upper Saddle River, Nueva Jersey, 2006
- 1 2 Neuendorf, Klaus; Mehl, James; Jackson, Julia Glosario de Geología, Quinta Edición. Instituto Geológico Americano: Alexandria, VA; 2005.
- ↑ Dott, RH, Grauvaca, wacke y matriz: ¿Qué enfoque para la clasificación de areniscas inmaduras?: Journal of Sedimentary Petrology, vol. 34, págs. 625–32, 1996.
- ↑ Spears, DA, Sam. Hacia una clasificación de las lutitas. J. geol. soc., Londres, 137, 1990.
- ↑ Blatt, h., Middleton, GV y Murray, RC 1972. Origen de las rocas sedimentarias. Prentice Hall Inc., Englewood Cliffs, 634 pp.
Enlaces externos
La definición de clast en el diccionario Wikcionario
- Sedimentología
- Rocas metamórficas
- Rocas ígneas