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