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Ambientes Sedimentarios Marinos Fernando Núñez Useche Fernando Núñez Useche Ambientes Sedimentarios marinos ™El ambie

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Ambientes Sedimentarios Marinos

Fernando Núñez Useche Fernando Núñez Useche

Ambientes Sedimentarios marinos ™El ambiente marino  es la zona del océano que yace (hacia el mar) debajo de la zona  ™ dominada por los procesos costeros. ™Varía de pocos metros a más de 10.000 m de profundidad. ™C ™Comprende ambiente de baja energía: 1‐zonas de cuencas( a veces con corrientes de  d bi t d b j í 1 d ( i t d fondo), 2‐lagunas costeras restringidas; y de alta energía: 1‐zonas someras (oleaje, mareas,  tormentas). ™Se subdivide en: plataforma continental el rompiente continental el talud y la cuenca ™Se subdivide en: plataforma continental, el rompiente continental, el talud y la cuenca  abisal. CONTIENEN LA MAYOR PARTE DEL REGISTRO FÓSIL Y SON PROPICIOS PARA LA  GENERACIÓN DE HIDROCARBUROS GENERACIÓN DE HIDROCARBUROS

SEDIMENTACIÓN EN  OCÉANOS MODERNOS

‐Gradiente de profundidad ‐Gradiente de distancia a la costa

Rompiente Rompiente  del talud  (~200 m)

SOMEROS

PROFUNDOS

Zona de profundidad bentónica: Los ambientes bentónicos se divide en: ™Zona costera submareal (bajo la marea alta, corresponde a la zona supramareal). ™Litoral (entre la marea alta y la baja) ™Litoral (entre la marea alta y la baja). ™Sublitoral (bajo la marea baja, corresponde a la mayor parte de la plataforma continental). ™Batial (zona de talud). ™Abisal y Hadal (trincheras profundas).

SEDIMENTACIÓN EN  OCÉANOS MODERNOS

‐Gradiente de profundidad ‐Gradiente de distancia a la costa ‐Gradiente Gradiente latitudinal ‐Régimen tectónico

Distribución de las plataformas carbonatadas tropicales y no tropicales.

SEDIMENTACIÓN EN  OCÉANOS MODERNOS

‐Gradiente de profundidad ‐Gradiente de distancia a la costa ‐Gradiente Gradiente latitudinal ‐Régimen tectónico

MARGENES ACTIVOS MARGENES PASIVOS

MARGENES MARGENES  ACTIVOS Ambientes  marinos  siliciclásticos Ambientes marinos químicos ( (evaporíticos í y  carbonatados)

MARGENES PASIVOS

OTROS CONTROLES EN LA SEDIMENTACIÓN  MARINA VARIACIONES GLOBALES EN EL NIVEL DEL MAR Levantamiento o caída del nivel del mar referido a la superficie terrestre considerada estable. Sin embargo, tanto el nivel del mar como la superficie de la Tierra, independientemente o al mismo tiempo, pueden subir o bajar, por lo cual se trata de un cambio relativo que ocurre a escala local, regional o global

CAUSAS ‐Tectónicas (Tectono‐ eustáticas): 0.01m/1000 años ‐Congelamiento o  l derretimiento de glaciares  (Glacio‐eustáticas): 10m/1000  años ñ ‐Otras menores: Adición de  agua juvenil sedimentación agua juvenil, sedimentación

OTROS CONTROLES EN LA SEDIMENTACIÓN  MARINA VARIACIONES GLOBALES EN EL NIVEL DEL MAR Control climático en el nivel global del mar Cambio  estimando de la cubierta de hielo en Groenlandia

VARIACIONES EN EL NIVEL DEL MAR Ciclo transgresivo‐regresivo La transgresión marina es el avance del  mar sobre un terreno continental

OTROS CONTROLES EN LA SEDIMENTACIÓN  MARINA La regresión marina La regresión marina es el retroceso del mar,  es el retroceso del mar con aparición de zonas antes cubiertas por las  aguas

AMBIENTES SOMEROS

ZONA NERÍTICA

Plataforma continental:

Es el área alrededor de los márgenes continentales desde la línea de costa hasta el rompiente continental (a una profundidad promedio de 200 m). Es subyacida por corteza continental. Se extienden cientos a miles de kilómetros mas adentro. Se caracteriza por un ángulo relativamente suave

™Foreshore: Entre la zona promedio de  marea alta y la zona promedio de marea  baja. Es parte de la zona costera o litoral. ™Shoreface: Entre la zona de marcas de marra baja y la profundidad a la cual normalmente las olas afectan el suelo océanico ((fair weather wave base). ) Se localiza entre los 5‐20m, dependiendo de la energía de las olas. ™Offshore: Entre el nivel de base de tormentas (profundidad hasta la cual las olas de tormentas afectan el suelo oceánico) y el borde de la plataforma ((cerca de 200 m). )

Divisiones del ambiente marino según la profundidad (Sedimentology and stratigraphy, Gary Nichols)

AMBIENTES SOMEROS

ZONA NERÍTICA

Mares epicontinentales:

Grandes áreas de los continentes cubiertas por el océano., bordeadas por grandes masas de tierra y conectados al océano abierto mediante canales (mares epeíricos, mares interiores).

Bahía de Hudson

Mar interior de los Estados Unidos   (WIS) a finales del Cretácico.

AMBIENTES SOMEROS

ZONA NERÍTICA

¿Tipo de sedimentos?

El tipo de sedimento en estos ambientes está determinado por: ™Presencia de elevaciones continental en las regiones costeras adyacentes (Ambiente tectónico). tectónico) ™Patrón de drenaje de los ríos.

Plataformas terrígenas

Plataformas  carbonatadas

Distribución actual de los sedimentos primarios en el Golfo de México. Las líneas negras gruesas indican la batimetría en m. 1 = Arena Cuarzosa, 2 = Fango Calcáreo, 3 = Arcilla Calcárea, 4 = Limo, 5 = Arena Calcárea, 6 = Marga, 7 = Arcilla. (Balsam y Beeson, 2003).

AMBIENTES SOMEROS

ZONA NERÍTICA

MAREAS

Sedimentology and stratigraphy, Gary Nichols ™Cada punto de la tierra experimenta al día una marea alta y una baja: Mareas diurnas ™El sol también genera mareas, cuya altura es la mitad de las generadas por la luna. ¿Por qué? ™Cuando el sol y la luna están alineados con la tierra, la altura de las mareas se incrementa. º de la línea que une el sol y la tierra, el efecto de las dos mareas  ™ ™Cuando la luna está a 90 tiende cancelarse.

AMBIENTES SOMEROS

ZONA NERÍTICA

MAREAS

Corrientes de Marea: Movimiento horizontal del agua provocado por las corrientes. Capaces de arrastrar grandes cantidades de sedimento. Generalmente cambian de dirección (corrientes bipolares).

Sedimentology and stratigraphy, Gary Nichols

Herrigbone stratification

Generalmente una corriente, la de inundación (flood tide) o la de reflujo (ebb tide) es mas fuerte que otra, o el área de acción de cada una de ellas está ampliamente separada. En condiciones ideales p herrigbone g ((esqueleto q de p pez)) estratificación tipo tiene lugar. Aunque es típica de las mareas, no siempre aparece.

AMBIENTES SOMEROS

ZONA NERÍTICA

OLEAJE

™Las olas son producidas por los vientos que barren la superficie de las aguas. Mueven  al agua en cilindro, sin desplazarla hacia adelante pero, cuando llegan a la costa y el  cilindro roza con el fondo, inician una rodadura que acaba desequilibrando la masa de  agua, produciéndose la rotura de la ola.

Principales zona con actividad del oleaje (Boggs, 2006)

AMBIENTES SOMEROS

ZONA NERÍTICA

OLEAJE

Rizaduras (ripple marks) Gigantes

Rizaduras (ripple marks) Rizaduras (ripple Las rizaduras son  abundantes en las llanuras  de inundación y la zona  intermareal.

AMBIENTES SOMEROS

ZONA NERÍTICA

OLEAJE

Las partículas de agua no se mueven   con la ola. Se mueven en círculos  entre la cresta y el valle de la ola entre la cresta y el valle de la ola.  Este movimiento es el mismo para  todas las partículas de agua de la ola.

AMBIENTES SOMEROS

ZONA NERÍTICA

TORMENTAS

™Son eventos de alta energía que producen olas y corrientes que afectan el fondo  oceánico. ™Arrastran el sedimento sobre el fondo y causan estructuras características (estratificación ™Arrastran el sedimento sobre el fondo y causan estructuras características (estratificación  hummocky). ™Erosionan las costas, destruyen las islas de barrera, los arrecifes. ™Depósitos asociados: tormentitas‐tempestitas p p

Tormentas

AMBIENTES SOMEROS

ZONA NERÍTICA

TORMENTAS Efecto del Huracán Gilberto en la plataforma de la isla de Cozumel (Fotografías de G. Muckelbauer)

ANTES

DESPUES

AMBIENTES SOMEROS

ZONA NERÍTICA

Estratificación hummocky Tipos de estratificación cruzada en el que ocurre diferentes sets de láminas con laminación cruzada, concavos (swales, surcos) y convexos (hummocks, montículos). Estos juegos de láminas se cortan unos a otros mediante supercies erosionales i l curvas. Se forman bajo el nivel de base del oleaje y por encima del nivel de base de tormentas

Plataformas terrígenas

AMBIENTES SOMEROS

ZONA NERÍTICA

Plataformas terrígenas

™Larga historia de transporte de los granos(ríos, deltas, estuarios, costas) : Alta  g p g ( , , , ) madurez textural. ™Alto grado de abrasión y separación granulométrica. ™Principalmente arenas ricas en cuarzo y arcillas. ™Partículas biogénicas derivadas de la rica vida marina de la plataforma (fósiles).  ¿Dónde se conservan mejor los fósiles?: en ambientes lodosos de baja energía o  en ambientes arenosos de alta energía? ™Formación in situ de minerales como los fosfatos y la glauconita ¿Qué es la  glauconita? ™Laminación horizontal, hummocky, estratificación cruzada. ™L ™Los organismos son importantes agentes de bioerosión i i d bi ió (removilización ( ili ió de  d sedimentos por la actividad biológica.

AMBIENTES SOMEROS

ZONA NERÍTICA

Plataformas terrígenas

La excavación, fijación, alimentación y locomoción de organismos causa una serie de estructuras (depresiones, rastros, agujeros) conocidos como fósiles traza o icnofósiles. SON IMPORTANTES INDICADORES PALEOECOLÓGICOS (PROFUNDIDAD Y ENERGÍA DEL MEDIO))

¿De qué dependen? ™Sedimentos del substrato. substrato ™Grado de consolidación substrato. ™Tasa de sedimentación

del

AMBIENTES SOMEROS

ZONA NERÍTICA

Plataformas carbonatadas

Una plataforma carbonatada es un cuerpo sedimentario que tiene un relieve topográfico, compuesto por depósitos calcáreos autóctonos (Wilson, 1975). Son áreas marinas (0‐200 m de profundidad), con cierta estabilidad tectónica, en las que predomina la sedimentación evaporítica o carbonatada. Aunque pueden coincidir con la plataforma continental adyacente a los continentes ( (especialmente i l en los l márgenes á pasivos), i ) pueden d estar también bié aisladas i l d en ell océano é ( (asociadas i d a montes submarinos).

Fábrica productora  de carbonatos (90% de toda la  producción) Subdivisión de la plataforma continental (Modificado de  Subdivisión de la plataforma continental (Modificado de Galloway, W.E. y D.K., Hobday), 1983.

Cinturones de facies de Wilson (1970, 1975)

AMBIENTES SOMEROS ZONA NERÍTICA Plataformas carbonatadas

Gran barrera de arrecife de Australia

Atolón de Aldabra. Islas Seychells

AMBIENTES SOMEROS ZONA NERÍTICA ZONA NERÍTICA Plataformas carbonatadas CAMBIO EN ABUNDANCIA Y  PREDOMINIO DE ORGANISMOS  PRODUCTORES DE CARBONATO  EN EL TIEMPO EN EL TIEMPO

Carbonate buildups Carbonate buildups are like are like Shakespeare;  the Shakespeare; the plays go on, only the actor changes (R. N. Ginsburg’s)

Plataformas carbonatadas

ZONA NERÍTICA AMBIENTES SOMEROS

Cinturones de facies de Wilson en plataformas carbonatadas bordeadas

Cristales de Yeso Cristales de Yeso Grietas de  desecación

Gotas de lluvia

Ambien Sabkha Depósitos de sal formados a lo largo de las  líneas de costa por alta evporación

Plataformas carbonatadas

ZONA NERÍTICA AMBIENTES SOMEROS

Cinturones de facies de Wilson en plataformas carbonatadas bordeadas

Algas verdes

Miliólidos Miliólidos

Laminación paralela

AMBIENTES SOMEROS Cinturones de facies de Wilson en plataformas  Cinturones de facies de Wilson en plataformas carbonatadas bordeadas

ZONA NERÍTICA Plataformas carbonatadas

Bancos de arena

Barras de ooides

¿QUÉ IMPORTANCIA TUVIERON LOS  ESTROMATOLITOS EN LA EVOLUCIÓN BIÓTICA? ¿¿POR QUÉ SE DICE QUE LOS ARRECIFES DE CORAL  O QU S C QU OS C S CO SON ECOSISTEMAS SENSIBLES?

AMBIENTES SOMEROS ZONA NERÍTICA Plataformas carbonatadas

Cinturones de facies de Wilson en  plataformas carbonatadas bordeadas

Bivalvos con valvas desiguales  y una de sus valvas fijas al  substrato.

ESTROMATOLITOS (Paleozoico) Formados por captura y fijación de  partículas carbonatadas por parte de  cianobacterias en aguas someras cianobacterias en aguas someras.

RUDISTAS (Cretácico)

CORALES (modernos) ( ) Organismo coloniales.  Antozoos que generan un  esqueleto calcáreo duro.

AMBIENTES PROFUNDOS

Perfil del fondo oceánico mostrando los principales ambientes de sedimentación profunda. profunda a = Talud Continental } b = Elevación Continental c = Cañones Submarinos d = Llanura Abisal e = Dorsal Centro-Oceánica f = Montes Submarinos g = Trinchera o fosa abisal.

AMBIENTES PROFUNDOS

TALUD

™Procesos de resedimentación: Transporte de grandes cantidades de sedimentos desde las  partes más someras hacia zonas profundas.  ™Procesos están promovidos por la gravedad e incluyen fenómenos como caída de bloques  (olistolitos), deslizamiento de sedimentos, slumping, y distintos tipos de flujos  gravitacionales como los flujos de detritos y las corrientes turbidíticas. ™A ™Aunque pueden d ser detonados d t d por tormentas t t o por la l sismicidad i i id d (Seed, (S d 1968; 1968 Bea B ett al., l 1983; Hansen y Franks, 1991 y otros), dichos procesos dependen en gran medida de la geometría del talud, de las variaciones del nivel del mar y de la acción de las corrientes de fondo. fondo ™En México, el 80 % de las reservas de hidrocarburos se encuentran asociadas a márgenes de plataformas cretácicas con flujos gravitacionales de talud (Nehring, 1991).

AMBIENTES PROFUNDOS

TALUD

PROCESOS GRAVITACIONALES

Bloques angulosos sobre la llanura abisal asociados a zonas de slump del Escarpe de Florida. Fotografía submarina tomada de Paull et al. al (1991). (1991)

Sedimentación carbonatada asociada a procesos gravitacionales. (A)  Representación esquemática de los principales procesos de  resedimentación por flujos de masa (Stow, 1994).  Bloques de la plataforma somera dentro de la secuencias de talud. ¿En que se diferenciará este bloque de la secuencia que lo contiene?

Secuencia turbidítica ideal de Bouma (1962). En las turbiditas calcáreas es rara la existencia de una secuencia completa.

AMBIENTES PROFUNDOS

CUENCAS PROFUNDA Los sedimentos que cubren el piso oceánico de cuencas marinas profundas se componen mayoritariamente de partículas de origen biogénico, l las cuales l consisten it en f fragmentos t microesqueléticos o restos de organismos planctónicos que han sido decantados desde la columna de agua. g Este p proceso ((lluvia p pelágica) g ) da lugar a los diferentes tipos de fangos pelágicos que cubren los fondos marinos. Otros componentes menos importantes son los de procedencia volcánica olcánica (cenizas), (ceni as) cósmica, cósmica continental y glaciar. glaciar

Principales fuentes y patrones de  transporte de los sedimentos  marinos profundos actuales  (modificado de Hay, 1974).

La distribución de los fangos pelágicos está influenciada por la temperatura, la salinidad y el patrón de circulación de las masas de agua, agua que a su vez controlan la tasa de disolución de los carbonatos y la productividad biológica superficial

Ambiente abisal‐ sedimentos oceánicos