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• Gustavo Alexander Zapana Quispe

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RESUMEN

Debido a las condiciones de formación de las rocas sedimentarias siliciclásticas, se han estipulado tres propiedades primordiales a la hora de hacer una descripción como son: la textura, la composición y la estructura. La textura involucra el tamaño de la partícula, la forma, la selección, el empaquetamiento, junto con el armazón, la matriz, el cemento y los poros; la composición relaciona los componentes terrígenos, aloquímicos y ortoquimicos de las rocas y la estructura busca caracterizar la roca en cuanto a sus condiciones primarias singénicas. Este practica de laboratorio consiste en identificar los elementos texturales y composicionales de las muestras de roca presentes en nuestro entorno, ya que cada uno de estos elementos identificados constituye una característica particular de las condiciones de formación de la roca, así como de los procesos de post-depositacion sufridos a lo largo del tiempo geológico, cuya formación resulta útil para conocer la historia geológica – evolutiva de una zona específica en estudio.

1. MARCO TEORICO Las rocas sedimentarias se forman por procesos exógenos que tienen lugar sobre la superficie de la tierra o muy cerca de ella, a baja presión y baja temperatura. Estas rocas están conformadas por tres componentes principales (terrígenos, ortoquímicos y aloquímicos), con excepción de las rocas de origen exclusivamente orgánico.

Figura 1. Tipos de procesos exógenos que tienen lugar en la formación de rocas sedimentarias La formación de rocas sedimentarias envuelve numerosos procesos. Las rocas expuestas en superficie (ígneas, metamórficas o sedimentarias) reaccionan con la atmósfera e hidrosfera produciendo una pérdida de partículas llamadas sedimentos. Estos sedimentos son erosionados por el agua, viento y hielo y ayudados por la gravedad son transportados, normalmente, lejos de su punto de origen. Los sedimentos se acumulan en capas, junto con depósitos minerales provenientes de soluciones y restos de organismos y plantas que vivieron en o cerca del área de depositación. Posteriores cambios físicos y químicos transforman las capas de sedimentos en rocas sedimentarias. Por lo tanto, las rocas sedimentarias son formadas a partir de sedimentos en o cerca de la superficie de la Tierra por una combinación de procesos físicos, químicos y biológicos.

Figura 2. Procesos de meteorización y erosión de los sedimentos a partir de la roca madre, luego ocurre su posterior transporte y depositación en cuencas sedimentarias.

MATERIALES TERRIGENOS Son cristales sueltos, fragmentos de cristales y fragmentos de roca, procedentes de rocas preexistentes por alteración y disgregación. Estos se caracterizan, además, por haber sufrido un transporte, mas o menos largo y energético, desde la roca fuente hasta la cuenca de depósito, donde aparecen formando sedimentos y roca. Los materiales Ortoquimicos son los formados por la precipitación química directa en la propia cuenca de sedimentación, durante o inmediatamente después del depósito y por ultimo los materiales Aloquímicos de origen químico, formados en la misma cuenca, pero que han sido transportados a la zona de depósito, ejemplo de estos materiales son los bioclastos, oolitos, pellets e intraclastos. Las rocas sedimentarias terrígenas son rocas integradas por mas del 50% de materiales terrígenos, dentro de ellas las mas conocidas son las siliciclásticas, donde su composición principal es silícea. Debido a los procesos de transporte y depositacion existen una gran variedad de rocas sedimentarias cada una de ellas son características individuales y específicas. Características de los sedimentos Las distintas propiedades de los sedimentos nos proveerán de evidencias para establecer las condiciones ambientales en que ellos se acumularon. Composición El control más importante de la composición de los sedimentos siliciclásticos es la mineralogía de la roca fuente. Además, la duración e intensidad de la meteorización en el área fuente podrá cambiar significativamente la composición mineralógica del sedimento. Estos procesos de meteorización continuarán hasta que el sedimento este desprovisto de actividad con la atmósfera e hidrosfera, es decir cuando este enterrado. Mientras que las rocas ígneas y metamórficas tienen una gran variedad mineralógica, las rocas sedimentarias se caracterizan por lo contrario. Esto se debe a que muchos de los minerales de rocas ígneas y metamórficas son inestables en condiciones ambientales y son transformados a minerales más estables durante la meteorización. Consecuentemente, la mayoría de las partículas de las rocas sedimentarias están compuestas de cuarzo, feldespato, calcita, óxidos de hierro, minerales de arcilla y fragmentos de roca. La composición mineralógica de los sedimentos no siempre permanecerá fija, aun luego de su enterramiento, ya que procesos diagenéticos pueden producir cambios mineralógicos.

Tamaño del grano Otra de las propiedades de los sedimentos que se puede determinar en una primera instancia es el tamaño de estos. Esto último refleja factores como la cantidad de transporte que han sufrido las partículas, las condiciones energéticas del medio a las que han sido expuestas, la distancia de la fuente de origen, etc. Por ejemplo, bloques de 3 m, no podrán estar a una distancia muy lejana de su fuente de origen. Por el contrario, partículas tamaño arcilla, ya han sufrido bastante desgaste y estarán muy lejos de su fuente. La escala granulométrica de Wentworth ha sido utilizada clásicamente para diferenciar los tipos de sedimentos. Esta clasificación los divide en bloques, guijas, guijarros, gránulos, arenas, limos y arcillas. Términos como fino, medio y grueso son utilizados para subdividir las partículas mencionadas anteriormente. Los términos de la escala de Wentworth sólo se refieren al tamaño de las partículas y no a la composición de estas. Es importante aclarar que una partícula tamaño arcilla no será un mineral de arcilla.

Selección La selección es la propiedad que describe la variabilidad del tamaño de grano en una roca sedimentaria. Aquellas rocas que muestran solo una clase granulométrica bien definida, siendo el tamaño de todas las partículas similar, se dicen bien seleccionadas. Por otra parte, aquellas en que sus constituyentes presentan una gran diversidad de tamaños se denominan mal seleccionadas. La selección de una roca es una propiedad que condiciona fuertemente su porosidad, y por lo tanto su comportamiento frente a la circulación de agua, subsuperficial, subterránea. En la guía práctica se retoma este punto.

Redondeamiento y esfericidad Las partículas en muchas rocas sedimentarias tienen los bordes redondeados. Esto es debido a que originalmente sus bordes angulosos han sido redondeados por la abrasión durante el transporte. El redondeamiento es un dato morfológico de interés en la tipificación del ambiente de sedimentación de algunas rocas sedimentarias, especialmente las areniscas y conglomerados. Por otra parte, una vez que los bordes han sido redondeados, la partícula tenderá a cambiar su aspecto a una forma más esférica. La esfericidad está relacionada con las diferencias existentes entre los distintos diámetros o longitudes de los ejes de la partícula. Por ejemplo, clastos tamaño bloque que son transportados por un río a una playa pueden ser redondeados, pero no esféricos, pero por la acción de las mareas y las olas, estos tenderán a redondearse. Es típico ver en una playa como algunos clastos van y vienen por la acción de las olas. Se dice que una roca sedimentaria es más madura cuanto más redondeados y seleccionados estén los clastos que la integran. La madurez textural es un índice que refleja el tiempo transcurrido entre la erosión del material detrítico original y su depositación final.

2. OBJETIVOS  Identificar los elementos texturales (tamaño, selección, forma de las partículas, empaquetamiento, armazón, matriz, cemento y poros) de las rocas sedimentarias siliciclásticas en muestra de mano.  Describir y clasificar la roca de acuerdo a los elementos texturales y composicionales, con ayuda de las tablas de comparación según Pettijohn (1973), Folk (1959, 1962).

3. PROCEDIMIENTO: CLASIFICACIÓN TEXTURAL DE ROCAS SILICICLÁSTICA 1. Determine los tamaños de las partículas presentes en la muestra. Utilice la tabla de tamaños de Wentworth. R.S. Litificado

Clase mayor

Conglomerado

Grava

Arenisca

Arena

Lodolita

Lodo

Clase de tamaño Cantos Guijarros Guijas Granulos Finas a Gruesas Arcillas y Limos TOTAL

Tamaño aprox

%

%

140 mm 50 mm 2.38 mm

0 10 15 35

60

< 1.68 mm

40

40 100

2. Determine la selección o calibrado, para la fracción grava y arena.

Grava Arena

Descripción El tamaño de los granos no presenta tanta similitud entre sí. El tamaño de los granos es casi similar entre sí.

Sorting Moderadamente calibrado Bien Calibrado

3. Determine el tipo de armazón. Tamaño predominante. - El armazón de la muestra de roca es de GRANO SOPORTADA puesto que los clastos se encuentran muy juntos y predomina las gravas de grano medio según la clasificación de Uden-Wentworth. 4. Determinar la presencia de matriz, recordando que es el material de menor tamaño en los intersdicios dejados por el armazón. Puede ser: arenosa, gravosa o conglomeratica, lodosa o una combinación. - La matriz de la muestra de roca es una matriz ARENA LODOSA.

5. Determine la presencia de cemento, material precipitado en los intersticios del armazón. Es un material cristalino.  Presenta una fábrica de areno gravo soportado, en este caso el material precipitado por los intersticios es el cuarzo, también presencia de yeso y calcio.

6. Determine la presencia de poros, pueden ser primarios o secundarios. (figura 6) y (figura 7).  En la porosidad, se tiene un conglomerado polimictico, es tal caso la porosidad primaria que presenta es de tipo intergranular (A), mientras que la porosidad secundaria es al parecer del tipo intercristales (A) por los poros remanentes entre el cemento y los cristales.

7. Determine la forma de las partículas  La forma en que se clasificará la forma de las partículas se hará usando la tabla de esfericidad y redondeamiento de Powers y el diagrama de comparación para forma de granos de Krumbein & Sioss

Se concluye que las rocas que son parte de las muestras son redondeadas subesféricas en la mayoría de los granos de la muestra. 8. Determine la madurez textural  Para hallar la madurez textural se tiene que tomar en cuenta la redondez y selección de los granos que hay en la muestra que la integran. Esta clasificación es un índice que refleja el tiempo transcurrido entre la erosión del material detrítico original y su depositación final.  Para hacer esta medida se hace uso de las tablas didácticas mostrando el tipo de madurez de la roca teniendo en cuenta la cantidad de lodo, sorting y forma de los cristales, además del uso de la tabla de estados de madurez textural de los sedimentos con base en el calibrado, la redondez, el porcentaje de material arcilloso y el consumo total de energía.  Las rocas se hallan entre redondeadas a subredondeadas, la matriz ocupa el 30% en la muestra, además de que la clasificación en ella es media debido a la diferencia de tamaño de las gravas.

9. Determine el contacto entre los granos (fig, 8) y (fig. 9).  El material presenta un contacto de tipo PUNTUAL, clastos parcialmente suspendidos y parcialmente en contacto puntual.

10. Determine el porcentaje de cada una de las fracciones de las partículas presentes: armazón. Matriz. Cemento y poros. Total 100%. Utilice la tabla del anexo 4. TAMAÑO DE PARTÍCULAS 60% Grava Arena 30% Lodo 10% TAMAÑO PORCENTAJE 0.5 - 3 cm. 50% Armazón 0.062-0.125 mm 30% Matriz < 0.062 mm 20% Cemento ~ 0.062 Ф 10% Porosidad 100% TOTAL

CLASIFICACIÓN COMPOSICIONAL DE ROCAS TERRÍGENAS 1. Determinar el tipo de material de acuerdo a sus características físicas: cuarzo Qz, feldespato F, fragmentos de rocas FR (monocristalinos o policristalinos).

Tiene pequeños minerales de cuarzo, gran cantidad de Feldespatos y de fragmentos de rocas. Por lo cual podría ser un conglomerado areno – lodoso 2. Determinar el porcentaje de cada uno según tamaño: Grava, arena, lodo por separado, estos son los materiales que componen la roca. R.S. Clase Clase de Tamaño aprox % % Litificado mayor tamaño Cantos 0 Guijarros 140 mm 10 Conglomerado Grava 60 Guijas 50 mm 15 Granulos 2.38 mm 35 Finas a Arenisca Arena Gruesas < 1.68 mm 40 40 Lodo Arcillas y Lodolita Limos TOTAL 100 3. Describa la muestra según la composición de la fracción arena, (Qz, F, FR) para esto ignore el porcentaje de matriz, la grava, los cementos, los fósiles, la porosidad, estos serán estos serán elementos accesorios, solo si los accesorios son más de 25% se deben tener en cuenta como un oponente especial. (Figura 14).

Qz F Fr

20% 5% 25%

4. Recalcule los constituyentes, Qz, F, FR (tamaño arena) al 100%  Recalculando seria: Qz 40 F 10 Fr 50 Según el diagrama la nomenclatura seria ARCOSA

5. Clasifíquela según la figura 17. Si tiene más del 30% de grava será un conglomerado.  En función a la clasificación textural-composicional con más del 30% de partículas tamaño grava redondeadas o subredondeadas de origen fluvial tenemos un ortoconglomerado (polimictico). Según el diagrama de Folk. Nos da por resultado un Conglomerado Lodoso-Arenoso.

6. Determine el cemento; su composición si es cuarzo (por su brillo vitreo), calcita (efervescencia), óxidos de hierro, ópalo, etcétera y porcentaje.  Lo que respecta al cemento, la muestra esta compuesta por cuarzo (translucido y brillo vitreo); calcio (color blanco) y minerales accesorios (brillo y color negro). Con un 60%, 15% y 25% respectivamente.

7. Determine los componentes accesorios. Aquellos con menos del 25% Los componentes accesorios son aquellos que se presentan en un porcentaje