ROCAS SEDIMENTARIAS I

 

CARACTERÍSTICAS DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS

Hay dos características fundamentales que indican el origen sedimentario de una roca:

            a) Su disposición en estratos (estratificación)

            b) La presencia de fósiles en ellas

a) Debido a su proceso de formación, las rocas sedimentarias en las cuencas de sedimentación se disponen en capas o estratos superpuestos, horizontales y separados por superficies paralelas: muro (inferior) y techo (superior). Cada estrato corresponde a un periodo de sedimentación y cada superficie limitante representa una interrupción del depósito de materiales o un cambio en el tipo de materiales sedimentados.

 

b) Por otra parte, entre los sedimentos pueden quedar incluidos restos de seres vivos cuyas partes duras al sufrir el proceso de diagénesis se petrifican y se transforman en fósiles.

 

 

CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS

Las rocas sedimentarias se pueden agrupar en dos tipos principales, que a su vez se subdividen en otras clases atendiendo a diferentes criterios

 

 

Principales grupos de rocas sedimentarias

 

 

ROCAS DETRITICAS

Son las rocas sedimentarias más abundantes. Están constituidas por la acumulación de fragmentos (clastos) procedentes de otras rocas preexistentes que no han experimentado cambios en su composición química o que sólo han sufrido un cambio parcial. Es por ello que su composición mineralógica es de lo más variado y pueden proceder de cualquier tipo de roca (magmática, metamórfica e incluso sedimentaria). Aún así y debido a ser el cuarzo (SiO2) el mineral más abundante de la corteza, este tipo de rocas tienen este mineral como mayoritario.

El depósito de estos materiales se debe simplemente a cuando la acción de la gravedad es mayor que la energía cinética del fluido que los transporta.

Los fragmentos de roca no alterados constituyen los sedimentos detríticos o clásticos o clastos y se clasifican según el "tamaño de grano" de los clastos (estudio granulométrico).

                

En general por encima de 2 mm las rocas se denominan gravas y conglomerados
Entre 2 mm y 1/16 mm: las rocas se denominan arenas y areniscas.
Por debajo de 1/16 mm hablamos de limos y arcillas

 

La redondez de los clastos indica la magnitud y el tipo del transporte. Un transporte gravitacional - corto (sin agua). Un transporte largo (transporte fluvial por ejemplo) provoca un mayor desgaste y las partículas pierden su angularidad.

Pero la rapidez para redondear los cantos depende de algunos factores: Tamaño del clasto y petrología del clasto. Clastos pequeños generalmente tardan más tiempo para redondearse que los clastos grandes. Clastos de cuarzo son más resistente como clastos de caliza.

 

El espacio entre los clastos puede estar ocupado por un cemento que procede de la precipitación química (silíceo, calizo, arcilloso, ferruginoso o salino).

 

Los clastos se encuentran unidos por el cemento

Conglomerados

El nombre genérico de conglomerado se utiliza para designar aquellas rocas sedimentarias detríticas con granos o clastos que superan los 2 mm (de gran tamaño). Pueden ser:                         

- conglomerados de gravas
- conglomerados de cantos
- conglomerados de guijarros
- conglomerados de bloques

Se forman en condiciones de erosión intensa y transporte muy rápido de los fragmentos resultantes de esa erosión. A veces se encuentran grandes espesores de sedimentos de conglomerados (Monserrat, Barcelona) que nos indican que existieron epocas con gran actividad erosiva y rápido transporte.

Montaña de conglomerados de Monserrat (Barcelona)

 

Podemos distinguir dos tipos independientemente del tamaño de los materiales:              

- Conglomerados en sentido estricto (tambien llamados pudingas): formadas por cantos redondeados, lo cual indica un transporte largo de los mismos

Conglomerado de gravas

 

- Brechas: Formadas por clastos angulosos lo que indica que el transporte ha sido nulo o poco importante (sedimentos de los torrentes de montaña o en los formados en la base de los acantilados costeros). No confundir el término brechas, con las brechas de falla de origen tectónico.

Brecha

 

Un tipo especial de brechas son las tillitas de origen glaciar (depósitos morrenicos). Se caracterizan por tener mezclados clastos de diferentes tamaños y a la vez por ser angulosos.

Tillitas

 

 

Areniscas

Son las rocas detríticas más abundantes. Tamaño de los clastos: entre 2 y 1/16 mm.

Se forman a partir de arenas y pueden ser clasificadas de acuerdo con la composición mineralógica de sus granos y según la naturaleza del cemento que une los clastos: cuarzoarenitas, grauvacas, arcosas...

 

Ortocuarcita o cuarzoarenitas (llamadas areniscas silíceas o de cuarzo)

 

                       

Arcillas o lutitas

Rocas detríticas de grano tan fino que es dificil distinguirlos a simple vista. Son rocas detríticas formadas por partículas de tamaño menor a 1/16 mm y en los que los llamados minerales de la arcilla forman un tercio de su composición

Los minerales de la arcilla son silicatos aluminínicos hidratados, resultantes de la hidrólisis de los feldespatos. Son la caolinita, illita y montmorillonita.

 

Arcilla caolínica o caolín
Cuando son muy puras son de color blanco. Se usan para la porcelana y loza.
Las impuras, de color rojizo debido a los oxidos e hidróxidos de Fe se usan para ladrillos, tejas...

Sepiolita
Sus propiedades absorbentes hacen que tenga una gran importancia económica por sus múltiples aplicaciones industriales. Algunas variedades más compactas se pueden tallar y se emplean en la fabricación de pipas de espuma de mar.

 

ver imágenes de rocas detríticas

 

ROCAS CARBONATADAS: CALIZAS Y DOLOMÍAS

Las rocas carbonatadas son rocas formadas mayoritariamente por carbonatos, cálcico (calcita en las calizas) o cálcico-magnésico (dolomita en las dolomías). De ellas, solo las calizas tienen un auténtico origen sedimentario, pues las dolomías se forman por procesos posteriores al depósito.

Las rocas carbonatadas producen efervescencia cuando reaccionan con un ácido fuerte como el ClH.

 

Las calizas son poligenéticas (múltiples orígenes): algunas se forman por transporte de fragmentos carbonáticos, y son depositados; otras son precipitadas química o bioquímicamente. Las segundas son las más comunes.

 

Ambiente de formación de las rocas carbonatadas

El origen más común de las rocas carbonatadas es la denominada precipitación bioquímica: el carbonato cálcico se fija en las conchas o esqueletos de determinados organismos (en general, en forma de aragonito. Algunos organismos usan aragonito exclusivamente, otros calcita y aragonito), ya sean microscópicos (foraminíferos), o macroscópicos (bivalvos, braquiópodos, gasterópodos...) y a su muerte, estas conchas o esqueletos se acumulan, originando un sedimento carbonatado.

Formación de caliza por procesos bioquímicos

 

Así, la acumulación de sedimentos carbonatados y la formación de calizas está íntimamente ligada con la actividad biológica. El carbonato de calcio se disuelve con mucha facilidad en aguas que contienen gas carbónico disuelto (CO2). En entornos en los que aguas cargadas de CO2 liberan bruscamente este gas en la atmósfera, se produce generalmente la precipitación del carbonato de calcio en exceso según la siguiente reacción:

Cuando en esta reacción el equilibrio se desplaza hacia la derecha, se produce la sedimentación de carbonato cálcilo. Los animales marinos como los moluscos o los corales elabroan sus caparazones de esta forma.

El proceso de fotosíntesis en el agua también fuerza este equilibrio hacia la derecha, por lo que en zonas donde la fotosíntesis es intensa, se produce una precipitación constante de cristales diminutos de calcita sobre el fondo, donde se van acumulando.

En el agua caliente, el CO2 también escapa con más facilidad que en el agua fría. Por eso en los mares cálidos es donde proliferan los arrecifes de coral y abundan los animales que fabrican un caparazón. La presencia de calizas indica un medio sedimentario marino con aguas cálidas o templadas.

Sedimentación calcárea actual

 

Calizas organógenas o de origen bioquímico

Como su nombre indica en su precipitación han intervenido seres vivos. Muchos seres vivos como Algas calcáreas, Foraminíferos (Protozoos), Corales (Cnidarios), Moluscos, Crustaceos, Equinodermos... Estos organismos extraen carbonatos del agua para la construcción de sus exoesqueletos, que al morir, darán lugar por acumulación de dichos restos a rocas calizas de origen bioquímico. Este tipo de calizas son las más numerosas e importantes.

Destacamos algunas:

Caliza litográfica: caliza masiva de grano muy fino

 

    

 

Calizas fosilíferas: calizas conchíferas (lumaquelas), coralinas, encrinitas...

Caliza nummulítica: A partir de Nummulites (un tipo de protozoos macroscópicos). Constituyen gran parte de las rocas del desierto libio y egipcio formando potentes depósitos de roca originados por un mar del terciario, en uno de sus afloramientos actuales está esculpida la famosa Esfinge de Gizeh.

Caliza nummulítica

Creta: Roca sedimentaria marina, calcárea (90% o más de CaCO3), de grano muy fino, blanca, porosa, blanda que deja traza. Está formada en su mayor parte por el depósito de carbonato cálcico y contiene frecuentemente foraminíferos (protozoos microscópicos).

Creta

Esqueletos de foraminíferos

 

ver imágenes de rocas calizas

 

Junto con el carbonato cálcico se suele producir el depósito de otros componentes, ya sean detríticos medio-finos (arena-limo), o finos (arcillas).

Cuando se produce la sedimentación de las arcillas conjuntamente con los carbonatos, se originan las denominadas margas, formadas por proporciones variables de caliza y arcilla.

Marga
Son rocas mixtas formadas por una mezcla de arcilla y carbonato cálcico. Es decir que estarían en una posición intermedia entre rocas arcillosas y rocas calcáreas. Se producen al depositarse los materiales arcillosos que estaban en suspensión y al precipitar simultáneamente con el CaCO3.

 

Calizas de origen químico

Son rocas calizas que se forman por procesos exclusivamente químicos. Veamos algunos ejemplos: travertinos y tobas calcárea

Travertinos (estalactitas y estalagmitas)

Rocas formadas en zonas kársticas por depósitos del carbonato de calcio que va disuelto en el agua (estalactitas y estalagmitas)

En las zonas kársticas formadas por roca caliza, el agua disuelve la roca y se carga de carbonato de calcio, razón fundamental de la formación de simas y cuevas, pero dicho mineral se puede depositar posteriormente en distintas formaciones, entre ellas las conocidas estalactitas y estalagmitas.

Se producen mediante la reacción contraria a la reacción de carbonatación
(ver meteorización)

 

 

Tobas calcáreas

Es una roca muy porosa formada en el agua dulce en manantiales y fuentes termales. La segregación de la calcita disuelta se produce cuando se libera de dióxido de carbono (CO2) del agua por calentamiento o por disminución de la presión al salir a la superficie. Suelen reproducir las estructuras vegetales por las que pasaba el agua.

    

 

 

Otro tipo de roca carbonatada son las dolomías que se originan como consecuencia de procesos postsedimentarios. Las calizas, formadas por cualquiera de los procesos antes descritos, pueden posteriormente ponerse en contacto con aguas enriquecidas en magnesio, lo que da origen al proceso llamado de dolomitización:

2CaCO3 (calizas) + 2Mg2 -----------------> (CaMg)2CO3 (dolomías)

 

Las hoces del río Duratón en Segovia están formadas por dolomías