CICLO SEDIMENTARIO.

Fig 1. Demostración del Ciclo Sedimentario.
METEORIZACIÓN Y EROSIÓN.
- Meteorización: Es la suma de procesos de agentes externos por medio de los cuales las rocas son químicamente alteradas o físicamente disgregadas en fragmentos con muy poco o nada de transporte.
- Erosión: Desgaste o denudación de suelos y rocas que producen distintos procesos en la superficie de la Tierra.
A. Importancia de la Meteorización y Erosión en el Ciclo Sedimentario.
La Meteorización produce fragmentos de rocas y minerales, así como otros productos residuales y solubles, que pueden ser transportados y depositados a otros niveles, lo que deja nuevas superficies expuestas a la meteorización. La Erosión es un proceso que involucra el momento justo de arranque del sedimento que preanuncia el comienzo del transporte. Obviamente para que ocurra erosión tiene que haber un material suelto potencialmente erosionable y un agente con capacidad de tomar dicho material y transportarlo hacia otro sitio de la superficie terrestre.
B. Tipos de Meteorización
1. Meteorización Mecánica:
Consiste en la desintegración de las masas rocosas y
de los minerales por procesos mecánicos.
Fig 3. Meteorización Mecánica por Gelifracción.
2. Meteorización Química:
Produce una transformación en la roca, provocandole pérdida de cohesión y alteración.
3. Meteorización Orgánica/Biológica:
Consiste en la transformación que provocan en las rocas
algunos seres vivientes, como ejemplo tenemos raíces de plantas.
Fig 5. Meteorización Biológica.
TRANSPORTE DE SEDIMENTOS.
El transporte de sedimentos es fundamentalmente un
proceso provocado por la gravedad. Como el agua corriente fluye cuesta abajo,
todos los sedimentos e iones transportados por el agua, se mueven hacia puntos
topográficamente más bajos.
Fig 6. Modo de Transporte de Sedimentos.
ASPECTOS FUNDAMENTALES EN EL TRANSPORTE DE SEDIMENTOS.
A. Leyes del Movimiento de los Fluidos:
- ¿Que es un Fluido?
Es una sustancia que se deforma
continuamente al ser sometida a un esfuerzo cortante (esfuerzo tangencial), no
importa cuan pequeño sea éste.
Fig 7. Fluido.
- Características de un Fluido:
- Compresibilidad: Propiedad de los fluidos de disminuir su volumen a medida que son sometidos a presión constante.

Fig 8. Demostración de Compresibilidad.
- Viscosidad: Resistencia de los fluidos a fuerzas tangenciales que busquen su deformación.
Fig 9. Demostración de Viscosidad.
- Amplia Distancia Molecular: Las moléculas de los fluidos se encuentran separadas a una gran distancia en comparación con los sólidos y esto le permite cambiar muy fácilmente su velocidad debido a fuerzas externas y facilita su compresión.
Fig 10. Demostración de Amplia Distancia Molecular.
-Fluido Newtoniano:
Fluidos donde el esfuerzo cortante es directamente proporcional a la rapidez de deformación.
Fig 11. Fluido Newtoniano, agua y aire en condiciones ideales.
- Fluidos no Newtoniano:
Son aquellos en que el esfuerzo cortante no es directamente proporcional a la deformación.
Son aquellos en que el esfuerzo cortante no es directamente proporcional a la deformación.
Fig 12. Fluido No Newtoniano, agua y aire en condiciones no ideales.
-Flujo de Fluidos:
- Flujo Turbulento: En este tipo de flujo las partículas del fluido se mueven en trayectorias erráticas, es decir, en trayectorias muy irregulares sin seguir un orden establecido, ocasionando la transferencia de cantidad de movimiento de una porción de fluido a otra, de modo similar a la transferencia de cantidad de movimiento molecular pero a una escala mayor.
Fig 13. Flujo Turbulento.
- Flujo Laminar: Se caracteriza porque el movimiento de las partículas del fluido se produce siguiendo trayectorias bastante regulares, separadas y perfectamente definidas dando la impresión de que se tratara de laminas o capas mas o menos paralelas entre si, las cuales se deslizan suavemente unas sobre otras, sin que exista mezcla macroscópica o intercambio transversal entre ellas.
- Número de Reynolds: El número de Reynolds es un grupo adimensional de variables, que relacionan las fuerzas de inercia y las fuerzas de viscosidad. este numero permite determinar la caracteristica laminar o turbulenta del flujo de un fluido.
- Número de Froud: El número de Froude cuya abreviatura es Fr, es un número adimensional, el cual relaciona el efecto de las fuerzas de inercia con las fuerzas de gravedad las cuales actúan sobre un fluido.
- Importancia Sedimentologíca de estos Números Adimensionales:
Se considera que el número de Froude es muy importante ya que permite la relación del efecto de las fuerzas de inercia y las fuerzas de gravedad, ambos actuando sobre un fluido.
La importancia del número de Reynold nos habla del régimen con que fluye un fluido, lo que es fundamental para el estudio del mismo. Si bien la operación unitaria estudiada no resulta particularmente atractiva, el estudio del número de Reynolds y con ello la forma en que fluye un fluido son sumamente importantes tanto a nivel experimental, como a nivel industrial.
B. Velocidad de Asentamiento de las Partículas:
B. Velocidad de Asentamiento de las Partículas:
-Ley de Stoke:
Se refiere a la fuerza de fricción experimentada por objetos esféricos moviéndose en el seno de un fluido viscoso en un régimen laminar de bajos números de Reynolds.
-Importancia Sedimentologíca de la Ley de Stoke:
La Ley de Stokes nos dice que la velocidad de sedimentación de una partícula, es directamente proporcional a la diferencia entre las densidades de la partícula y un fluido, al cuadrado del radio de la partícula; e inversamente proporcional a la viscosidad del fluido. Como la forma de la partícula también afecta su velocidad de sedimentación esta ultima también dependerá directamente de la esfericidad de la partícula.
MECANISMOS DE TRANSPORTE.
- Rodadura: Las partículas ruedan por el lecho. Hay mayor facilidad para arrastrarlas que en el caso anterior típicos de esta forma de transporte son los llamados "cantos rodados".
- Saltación: Es un fenómeno estático que afecta al azar a un cierto numero de granos de la superficie cuando el viento es mas rápido que la velocidad critica.
- Suspensión:Las partículas de materia sólida que son barridas por la corriente turbulenta de un río constituyen el material en suspensión.
- Flotación: Se refiere al movimiento de material sobre la superficie del agua.
- Disolución: En la naturaleza ningún agua es completamente pura. Cuando cae el agua y se filtra en el terreno, disuelve algunos de los componentes del suelo.

Fig 15. Tipos de Mecanismos de Transporte.
Fig 16. Diagrama de Hjulstrom.
- Sedimientos Cohesivos: Esta constituidos por partículas de granos muy finas como las arcillas, en este caso la fuerza de cohesión es mucho mas grande que el peso de cada grano por lo que es la que se opone a la fuerza de arrastre de la corriente.
- Sedimentos no Cohesivos: Es conocido también como material granular, esta constituido por granos gruesos o partículas sueltas como las gravas y las arenas, siendo el peso de las partículas quien se opone a la fuerza de arrastre de la corriente.
TRANSPORTE POR FLUJO DE GRAVEDAD:
- Corriente de Turbidez:
Son corrientes inducidas por gravedad, cortas en duración, intensas y formadas por mezclas diluidas de sedimento y agua, lo cual aumenta la densidad del fluido y la hace mayor que la densidad del agua que lo rodea.
Fig 17. Formación de una Corriente de Turbidez.
Video 1. Formacion de Corriente de Turbidez.
- Flujos Fluidificados:
Son movimientos no cohesivos, licuados de partículas. El material es expandido y se comporta como un fluido viscoso cuando es atravesado por un flujo (hacia arriba).
Fig 18. Fluidización.
- Flujos Licuificados:
Describe el comportamiento de suelos que, estando sujetos a la acción de una fuerza externa (carga), en ciertas circunstancias pasan de un estado sólido a un estado líquido, o adquieren la consistencia de un líquido pesado.
Fig 19. Licuefacción.
- Flujos Granulares:
Son el resultado del contacto de grano a grano en lugar de turbulencia del fluido. Esta presión dispersiva es proporcional al esfuerzo cortante transmitido por los granos.
Fig 20. Flujo Granular.
- Coladas de fango:
Son masas de fango diluido que se mueven pendiente abajo por gravedad.
Fig 21. Coladas de Fango.
MEDIOS DE TRANSPORTE.
- Las Mareas: Son el cambio periódico del nivel del mar, producido principalmente por las fuerzas gravitacionales que ejercen la Luna y el Sol.
Fig 22. Transporte por medio de Mareas.
- El Oleaje: Ondas que se forman en la superficie del mar debido a la acción de los vientos y la resistencia del agua. Como onda que es tiene una cresta y un valle y se organizan longitudinalmente formando series de surcos y crestas. Las olas se mueven por la superficie del agua en trenes de ondas.
Fig 23. Transporte por medio de Oleaje.
ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS.
Son la disposición geométrica de los elementos que constituyen un sedimento. Es una cualidad importante de las rocas sedimentarias porque con ellas se pueden deducir los procesos, las condiciones de deposito, la dirección de las corrientes y los estratos que les dieron origen.
Fig 24. Tipos de Estructuras Sedimentarias.
CARACTERÍSTICAS DE LAS ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS.
- Representan características distintivas en los sedimentos y en las rocas sedimentarias.
- Son estudiadas y analizadas en los afloramientos y muestras de núcleos.
- Formadas por medios físicos, químicos y biológicos en los sedimentos en las rocas sedimentarias durante o después de la depositación.
PARÁMETROS QUE ORIGINAN LAS ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS.
- Fisicos: precipitacion, temperatura, medio de transporte, velocidad y sentido de las corrientes.
- Quimicos: composicion de los sedimentos y las aguas, composicion de la roca madre.
- Bioquimicos: formada por la accion de organismos, flora, fauna e interacion de los organismos.
- Mineralogicos: Tamaño de los granos.
ESTRATO.
Estrato es cada una de las capas de que consta una formación de rocas estratificadas.
LAMINA.
Capa de espesor inferior al centímetro, que se puede distinguir en un estrato.
Fig 26. Ejemplos de Laminas.
ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS DE CARÁCTER INTERNO.
- Laminación:
Disposición sucesiva de laminas dentro de un estrato.
*TIPOS:
- Laminación Cruzada: Se presenta cuando un estrato contiene laminación interna inclinada con respecto a la superficie de sedimentación.
- Laminación Hummocky: Se forma como resultado de la combinación del fluido que ocurre cuando una corriente es generada por una tormenta y al mismo tiempo ocurre un oleaje de alta amplitud con profundidades por debajo de la superficie.
Fig 27. Laminación Cruzada(Arriba), Laminación Hummocky(Abajo).- Rizaduras:
Es el tipo de estructuras más común. Se desarrollan con el incremento en la velocidad de flujo (la interacción entre el oleaje y las corrientes o la acción del viento) , principalmente en sedimentos del tamaño de arena, calizas o areniscas.
Fig 28. Ejemplo de Rizadura.
b) Crestas Onduladas: Son sinuosas (en planta) a lo ancho de la rizadura, pero también son continuas por largas distancias.
c)Crestas Discontinuas: La línea de cresta no es continua sino fragmentada y no puede ser seguida, pueden presentarse en variedad de formas como linguoidales,semilunares, triangulares y rómbicas.
*TIPOS:
1. Rizaduras Linguales.
Fig 29. Ejemplo de Rizadura Linguales.
2. Rizaduras Semilunares.
Fig 30. Ejemplo de Rizadura Semilunar.
3. Rizaduras Aisladas.
Fig 31. Ejemplos de Rizaduras Aisladas.
4. Rizaduras de Oleaje:
Son ondulaciones simétricas y asimétricas producidas por la acción de las olas en sedimentos no cohesivos (arena).
Fig 32. Ejemplo de Rizaduras de Oleaje.
5. Rizaduras de Corriente:
Son rizaduras formadas en sedimentos detriticos, por corrientes unidireccionales; son alargadas transversalmente al flujo y de crestas espaciadas.
Fig 33. Ejemplo de Rizaduras de Corriente.
6. Rizaduras de Viento:
Se producen por la acción del viento en los materiales no cohesivos (arena).
Fig 34. Ejemplo de Rizaduras de Viento.
7. Rizaduras Combinadas:
Se forman bajo la influencia tanto de oleaje como de corriente en igual magnitud.
Fig 35. Ejemplos de Rizaduras Combinadas.
- DUNAS:
Son montículos de arena depositados por el viento. Se producen en dos medios principales: (1) desiertos y ( 2) costas.
*TIPOS:
1. Barjanes: Son dunas solitarias de arena en forma de media luna y con sus extremos apuntando en la dirección del viento. Se forman cuando los suministros de arena son limitados y la superficie es relativamente plana, dura y carente de vegetación.
2. Longitudinales: Son largas crestas de arena que se forman mas o menos en paralelo a la dirección del viento predominante y donde el suministro de arena es limitado.
3. Parabólicas: Se forman donde la vegetación cubre parcialmente la tierra. A menudo a lo largo de las costas donde hay fuertes vientos que soplan hacia el interior y abundante arena.
4. En Estrella: Son colinas aisladas de arena que exhiben una forma compleja, ya que están expuestas a diferentes direcciones del viento.
- ESTRATIFICACIÓN CRUZADA:
*TIPOS:
1. Estratificación Cruzada Planar :
Tiene ambas superficies de estratificación planas, pueden o no ser paralelas.
Tiene ambas superficies de estratificación planas, pueden o no ser paralelas.
Fig 40. Ejemplo de Estratificación Cruzada Planar.
2. Estratificación Cruzada Lenticular o Festoneada:
Se presenta cuando las superficies de sedimentación son curvas en forma de lentes y/o canales.
Fig 41. Ejemplo de Estratificación Cruzada Lenticular.
- ESTRATIFICACIÓN BIMODAL:
Está formada por dos grupos de láminas orientadas formando un cierto ángulo, lo que le confiere la forma de espina de pez.
Fig 42. Ejemplo de Estratificación Bimodal.
- ESTRATIFICACIÓN GRADADA:
Es un tipo de estructura de ordenamiento interno de las partículas que consiste en la disminución progresiva del tamaño del grano de la parte inferior a la superior del estrato. Esta estructura es típica de las turbiditas, aunque sin ser exclusiva de ellas, pues puede hallarse en otros medios sedimentarios.
Fig 43. Ejemplo de Estratificación Gradada.
- IMBRICACIÓN:
Los cantos o granos de formas planas o alargadas cuando son transportados por una corriente unidireccional se disponen, en una gran mayoría, de forma imbricada.
Con esta disposición puede determinarse cuál es el sentido del transporte de los mismos, pues tienden a disponerse en forma inclinada en dirección contraria a la corriente.
Fig 44. Demostracion de Imbricación.
- ESTRATIFICACIÓN FLASER:
Son lentes de lodo en una matriz de arena; se debe a condiciones variables en forma cíclica tanto del régimen hidráulico como del aporte de estos dos materiales.
*TIPOS:
- Asociada con pequeñas rizaduras de crestas rectas.
- Formada a partir de pequeñas rizaduras con crestas curvas.
- Asociada con rizaduras de oleaje.
Fig 45. Ejemplo de Estratificación Flaser (parte superior de la imagen).
- ESTRATIFICACIÓN LENTICULAR:
Son lentes de arena en una matriz de lodo; se debe a condiciones variables en forma cíclica tanto del régimen hidráulico como del aporte de estos dos materiales.
Fig 46. Ejemplo de Estratificación Lenticular.
- ESTRATIFICACIÓN INTERCALADA:
Se define como una alternancia de capas, de gruesos, con capa de material fino.
Fig 47. Ejemplo de Estratificación Intercalada.
- ESTRATIFICACIÓN ONDULADA:
ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS EN LA SUPERFICIE DE ESTRATIFICACIÓN.
Registran condiciones ambientales y de flujo anteriores al depósito de la capa que las cubre.
A. MARCAS DE ORIGEN FÍSICO EN EL TECHO:
1.Grietas de Desecación: Son divisiones poligonales en superficie, producto de la evaporación de agua contenida en sedimentos cohesivos (lodos).
Fig 49. Ejemplo de Grietas de Desecación.
2. Huellas de Gotas de Lluvia: Producidas por el impacto de gotas sobre una capa de sedimento suave.
Fig 50. Ejemplo de Gotas de Lluvias.
3. Huellas de Cristales: Son generadas por el crecimiento de cristales de yeso, sal y/o hielo, sobre la superficie de sedimentos suaves, posteriormente estos se disuelven y las impresiones son rellenadas con sedimentos.
Fig 51. Ejemplo de Huellas de Cristales.
4. Huellas de Burbujas:Se forman por lo general en la zona de intermareas de la playa.
Son producto del escape del aire atrapado en el sedimento en forma de burbujas.
Pueden formarse también por escape de otros gases ocasionados por la actividad orgánica.
Fig 52. Ejemplo de Huellas de Burbujas.
B. MARCAS DE CORRIENTES:
1. Rills Marks: Son trazas de erosión muy estrechas con frecuentes ramificaciones dendríticas y extremidades difuminadas, producidas en el techo de una capa arenosa.
Fig 53. Rills Marks.
2. Paleocanales: Estructuras erosivas rellenas y fosilizadas por otros materiales. Son cauces de tamaño muy variable, morfología diversa y relleno variado (arenas, gravas, etc).
Fig 54. Paleocanales.
3. Flute Casts: Surcos discontinuos alargados en dirección de la corriente cuyo perfil longitudinal es asimétrico, ya que la extremidad proximal es redondeada y bien perfilada y la distal tiene un relieve que progresivamente se va atenuando hasta desaparecer.
Fig 55. Flute Casts.
4. Groove Casts: Es una estructura de corriente no formada directamente por ésta, sino por objetos arrastrados por la misma que impactan en la superficie del sedimento blando.
Fig 56. Groove Casts.
5. Prod y Bounce Casts: Se producen por impacto y posterior rebote de un objeto arrastrado por una corriente sobre un fondo lutítico.
Fig 57. Prod y Bounce Casts.
ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS DE DEFORMACIÓN.
Se originan por procesos no tectónicos postsedimentarios, ya que actúan en las primeras etapas de compactación del depósito. Su génesis se debe a la acción de movimientos ocasionados por la gravedad (carga, deslizamiento, arrastre, etc) y, en numerosos casos, por la fluidificación o licuefacción de los materiales, y a la acción del agua al escapar de los sedimentos durante la compactación.
- Estrusturas de Carga:
Las huellas o estructuras de carga ("Load cast", "Load structures") son protuberancias irregulares que sobresalen del muro del estrato, especialmente en areniscas.
Fig 58. Ejemplos de Estructuras de Carga.
- Estructuras Almohadilladas:
Genéticamente son semejantes a las estructuras de carga, si bien en las estructuras almohadilladas hay ruptura de los estratos, formándose "pseudonódulos" que tienen forma variable, sobre todo planas o cóncavas hacia el techo y convexas hacia la parte inferior, oscilando su diámetro mayor de centímetros a una decena de metros.
Fig 59. Estructuras Almohadilladas.
- Laminación Convoluta:
Disposición en láminas contorsionadas y replegadas dentro de un estrato. También se puede denominar "Laminación contorsionada" o "Convolute lamination". Se presenta en niveles areniscosos de grano fino o muy fino (l/4 a l/16 mm). Son pequeños pliegues cuyos planos pueden ser perpendiculares u oblicuos a la estratificación, en este último caso pueden presentar orientación preferencial. Dentro de un mismo estrato la deformación crece hacia la parte superior.
Fig 60. Laminación Concoluta.
- Estructuras de Inyección e Intrusión:
Variado conjunto de estructuras en areniscas, en el interior o en la superficie de los estratos y con geometrías diferentes.
a) Diques y filones de arena (Diques clásticos):Cuerpos de areniscas de forma irregular que cortan estratos en lutitas y margas.
b) Volcanes de arena: Estructuras de la superficie de estratificación, semejantes a un cono volcánico de 2 a 10 cm de diámetro y menos de 1´5 cm de altura. Se forman cuando el material de un dique o filón de arena llega a la superficie del fondo marino y se derrama.
c) Polígonos de arena y pseudo mud-cracks:Estructuras igualmente de la superficie de estratificación, formadas por un conjunto de polígonos más o menos irregulares, cuyas dimensiones van de pocos centímetros a un metro.
Fig 61. Ejemplo de Estructuras de Inyección e Intrusión.
- Slumping: Estratos plegados y a veces fracturados por deformaciones penecontemporáneas a la sedimentación, debidas al deslizamiento subacuático de una masa de estratos previamente depositados. Se dan en series rítmicas de alternancia areniscas-lutitas o calizas-margas, en los que los niveles tienen distinta coherencia.
Fig 62. Ejemplo de Slumping.
- Brechas Intraformacionales: Si el deslizamiento de un slump es más fuerte o más largo se rompe la continuidad de los estratos y así los niveles más duros aparecen embalados por los más blandos.
Fig 63. Brechas Intraformacionales.
ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS DE ORIGEN BIOLÓGICO.
a. POR BIOESTRATIFICACIÓN:
ESTROMATOLITOS/TROMBOLITOS.
Resultan de la actividad de microbios y bacterias, que colonizan la superficie del sustrato. Los organismos más comunes son las cianobacterias, que durante la fotosintesis inducen la precipitación de carbonato de calcio y el entrampamiento partículas sedimentarias.

Fig 64. Ejemplo de Estromatolitos.

LAS BIOHERMAS O CALIZAS DE ARRECIFE.
Forman un tipo importante de caliza orgánica. La mayoría de las biohermas son estructuras de arrecife de forma de promontorios formadas en condiciones de vida prolífica de extensión limitada.

Fig 65. Ejemplo de Calizas de Arrecifes.
b. POR BIOTURBACIÓN:
Corresponden a aquellas estructuras que reflejan la disrupción de la fábrica sedimentaria y de la estratificación a partir de la actividad de organismos.
EXCAVACIONES (burrows).
Se aplica solamente a estructuras generadas en sustratos no litificados, en oposición a las perforaciones (borings), que se emplean para estructuras producidas en sustratos duros litificados.

Fig 66.
PISTAS (trails).
Se utiliza para estructuras continuas de desplazamiento, tanto superficiales como subsuperficiales, que no muestren impresiones significativas de apéndices.


Fig 67.
HUELLAS (tracks).
Se utiliza para aquellas impresiones dejadas en el sedimento por un apéndice locomotor individual, ya sea el organismo un vertebrado o un invertebrado.

Fig 68.

ICNOLOGÍA.
La icnología es una disciplina de la paleontología que trata del estudio de las trazas, es decir, de las impresiones o vestigios de la actividad de los organismos que existieron en el pasado geológico, las cuales son importantes porque complementan la descripción del organismo y ayudan a su clasificación e interpretación . Así mismo, la icnología es el estudio de la interrelación entre el organismo y el sustrato .
ICNOFACIES
Es un grupo de icnofosiles ( pistas fósiles son estructuras etológicas fósiles individualmente identificables que reflejan en mayor o menor grado la morfología del organismo productor), que aparecen asociadas en el registro sedimentario, sea en una misma capa o en capas sedimentarias adyacentes.


Fig 69. Ejemplos de Icnofacies.
APLICACIÓN E
IMPORTANCIA DE LAS ICNOLOGIA
El estudio de
las estructuras etológicas tiene numerosas aplicaciones en distintas
disciplinas vinculadas a la paleontología y a la sedimentología, principalmente
en la determinación de las condiciones ambientales dominantes, por lo que los
icnofósiles, proporcionan información valiosa en el análisis estratigráfico secuencial
y de facies sedimentarias, que contribuyen a la resconstrucción de la historia
local de los cambios ambientales y la evolución de una cuenca.
Permiten hacer diferencias sobre:
- Características del medio de depositación; energía, Fluidez, Viscosidad, profundidad.
- Techo y base de los estratos.
- Dirección y sentido de corrientes.
- Cambios físicos y químicos ocurridos luego de la sedimentación.




















