2 petrologia sediemntaria
-
Upload
elvisqcaracara -
Category
Documents
-
view
232 -
download
0
Transcript of 2 petrologia sediemntaria
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
1/46
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO PUNOFACULTAD DE INGENIERA GEOLGICA Y METALRGICA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA GEOLGICA
PETROLOGA SEDIMENTARIA YMETAMRFICA
CURSO DE FORMACIN BASICA PROFESIONAL
TEMA 2: ORIGEN Y COMPOSICIN DE LAS ROCAS
SEDIMENTARIAS
Por: Ing. MSc. Roger Gonzales Aliaga Puno, septiembre del [email protected]
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
2/46
CICLO DE LOS MATERIALES TERRESTRES
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
3/46
1. ORIGEN Y COMPOSICIN DE LAS ROCASSEDIMENTARIAS
1. Formacin de sedimentos
2. Factores del ciclo sedimentario o geodinmica externa
3. Diagnesis
4. Procesos sedimentarios
5. Ambientes de sedimentacin
6. Composicin de las rocas sedimentarias
7. Grupos de rocas sedimentarias
8. Fases del estudio petrolgico
9. Elementos petrolgicos de las rocas sedimentarias
10. Contactos entre granos
11. Porosidad y permeabilidad
12. Importancia de las rocas sedimentarias
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
4/46
1.1 FORMACIN DE SEDIMENTOS
Las rocas sedimentarias se han formado como resultado de la acumulacin desedimentos lticos y/o qumicos y/o orgnicos que por varios procesos han"petrificado. Ltico significa rocoso y, los sedimentos (Sedimentum = asentamiento).
Son restos de roca, resto de organismos, sustancias orgnicas o partculas qumicas que
se acumulan, por accin de la gravedad.
Para que cualquier roca se transformen en sedimentos y para que los sedimentos sevuelvan rocas sedimentarias, ocurren varios procesos que son: la meteorizacin, laerosin, el transporte, la depositacin o asentamiento (incluye la precipitacin) y ladiagnesis o petrificacin.
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
5/46
1.2. FACTORES DEL CICLO SEDIMENTARIO O GEODINMICAEXTERNA
Meteorizacin.-Es un proceso por el cual la capa superficial de las rocas queafloran en superficie, se descomponen paulatinamente, sin que se percibadesarraigue o transporte de partcula alguna; no hay formacin de sedimentosan. La meteorizacin puede ser fsica cuando la roca se afecta por loscambios de temperatura; o qumica cuando el agua y los compuestos qumicos
de la atmsfera, transforman, descomponen y debilitan los mineralesintegrantes de las rocas.
Erosin.-(Erodere =roer) Es un proceso mediante el cual los agentes erosivos:agua, hielo, viento y seres vivos, arrancan partculas de las rocas que seencuentran en los afloramientos, para luego transportarlas.
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
6/46
Transporte.-Se realiza gracias a los mismos agentes erosivos, que llevan las
partculas arrancadas en suspensin (por energa hidrulica, elica, etc.) hastaque pierden la fuerza.
Al conjunto de sedimentos arrancados de los afloramientos rocosos,transportados y asentados, se les conoce comoclstos(fragmentos).
Otro grupo de sedimentos llamadosno clsticos,provienen de la acumulacinde restos orgnicos o de la precipitacin qumica (por saturacin). Este ltimogrupo se forma en medio acuoso.
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
7/46
A los sedimentos arrancados, transportados ydepositados en un lugar diferente al origen, seles conoce como halognicos; y sonautignicos los que se formaron en el mismolugar.
Los sedimentos acumulados (generalmente enzonas bajas o deprimidas llamadas cuencas), se"petrifican" mediante la diagnesis, si lascondiciones lo permiten.
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
8/46
COMPOSICION
DE LA ROCA
ORIGINAL
INTEMPERISMOLevantamiento
lentoclima tropical
Levantamientorpido
clima rtico
Corrientes d e
Agu a, Vient o, Hiel o,
Tamao de grano,
Velocidad
Prdida poder transporte
Sobresaturacin
Temperatura, Eh, pH
Procesos biognicos
Procesos qumicos
Enterramiento,
Compactacin,
Temperatura, Eh, pH,Qumica del agua co nnata,
Qumica del agua subterrnea
INTEMP. FISICO
TRANSPORTE
DIAGENESIS
(LITIFICACION)
DEPOSICION
ROCA
INTEMP. QUIMICO
Factores delciclo sedimentario
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
9/46
1.3. DIAGNESIS
Es un conjunto de procesos que actan colectivamente sobre los sedimentos
permitiendo su transportacin a roca (no siempre actan todos los procesos).La compactacin, la cementacin, el reemplazamiento y la recristalizacin, sonlos procesos que ocurren en el macroproceso llamado diagnesis.
Una acumulacin de arcilla, de arena o de grava, es un conjunto desedimentos, luego de la diagnesis se pueden transformar en rocas slidas y
compactas.
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
10/46
Los procesos diagenticos que ocurren en este fenmeno geolgico son:
Compactacin (proceso fsico)
Disolucin (proceso qumico)
Cementacin (proceso qumico)
Recristalizacin (proceso qumico)
Reemplazamiento (proceso qumico)
Organismos Cambios fsicos (bioturbaciones)
Cambios qumicos (alteracin bacterial de la Materia Orgnica).
Las temperaturas en la diagnesis van desde ambientales hasta los 200 a
350C en que comienza el metamorfismo.
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
11/46
Las partculas arrancadas y depositadas son expuestas a los siguientes efectos fsicos,
qumicos y biolgicos durante la diagenesis:
Sedimentos (porosidad alta)
Granos minerales expuestos al O2y CO2 La MO se descompone
pH decrece.
Enterramiento y compactacin Disminuye porosidad y con ello accin de los siguientes gases O2y CO2 Medio cada vez ms reductor
Incremento T y P
Se favorecen reacciones entre minerales y soluciones
Se destruyen algunos minerales y se forman otros
Composicin de las soluciones cambian
Soluciones migran
El sistema busca constantemente estado de equilibrio.
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
12/46
Las soluciones o fluidos involucrados en el proceso de diagnesis son:
Agua marina.- Agua de mares y ocanos con alto contenido de sales.
Agua meterica o de origen meterico tienen bajo contenido de sales conconcentraciones variables
Agua connata.- Retenida en poros desde el momento de la deposicin con
composicin varia con el desarrollo de la diagnesis. Agua de compactacin.- Agua expulsada por sedimentos
Agua de cristalizacin.- Toman parte del cristal
Agua intraformacional.- Agua subterrnea profunda contiene altocontenido de sales.
Agua juvenil.- Agua procedente de las cmaras magmticas.
Agua subterrnea.- Trmino genrico
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
13/46
AGUA METEORICA
AGUA DE
COMPACTACION
AGUA DE
CRISTALIZACION
(CH4 , CO2 , H2 S)
SUBSIDENCIA
AGUA
METEORICA
AGUA
METEORICA
GEOTERMA
GEOTERMA
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
14/46
1 0-2 m
1 0 m
1,0 km
2,5 km
4,0 km
?
OCEANO
OXIDACION
REDUCCIONDE SULFATOS
FERMENTA CION
DECARBOXI-
LACION
HIDRO-
CARBUROS
LIQUIDOS
GAS
GRAFITO
METAMORFISMO
I
II
III
IV
V
VI
PROCESOSMICRO-
BIOLOGICOS
REDUCCIONDE HIERRO
DESCOM-POSICIONTERMICA
?
Grafico profundidad yprocesos en la diagnesisantes del metamorfismo
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
15/46
1.4.- PROCESOS SEDIMENTARIOS
A diferencia de los procesos que se presentan en la formacin de rocas gneas,que son casi inaccesibles al ojo humano, muchos procesos de sedimentacinson observables con facilidad, como por ejemplo: la acumulacin demateriales que aportan los ros en poca de lluvias (gravas, arenas y arcillas).
Efectuando un anlisis genrico de los diversos tipos de sedimentacin, losestudiosos del tema han establecido los procesos principales, siguientes(Petijohn; 1980) (Baily; 1972):
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
16/46
1.4.1. Procesos previos.- Se presentan antes de la formacin de los sedimentos.
Conforman la meteorizacin o intemperismo (accin del medio ambiente sobre lasrocas):
Hidratacin.-Fenmeno por el cual el agua contenida en la atmsfera humedecey debilita la superficie de las rocas, favoreciendo la formacin de hidrxidos ominerales hidratados (dbiles).
Oxidacin, Carbonatacin y procesos similares.-Efecto del oxgeno, el CO, el CO2y otros gases de la atmsfera sobre la superficie de las rocas, que las debilita alcambiar la composicin qumica de algunos minerales que componen las rocas.
Exfoliacin y Acuamiento.- Los cambios trmicos (de temperatura) ocasionanque por dilataciones y contracciones las rocas se exfolien; del mismo modo elagua que se acumula en las grietas rocosas y se congela, destruyndolas por
expansin.
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
17/46
1.4.2. Procesos detrticos.- Son fenmenos que ocurren en afloramientos lticos (de
rocas y/o minerales):
Sedimentacin de pie de monte.-Es la acumulacin de materiales rocosos que seencuentran sueltos en las laderas, que caen por efecto de la gravedad, formandoconos.
Sedimentacin de detritos transportados por agua(mares, ros y otras corrientesacuosas); comprende a los depsitos de arenas, arcillas y gravas de origen aluvial,
fluvial y marino.
Sedimentacin de detritos por accin del viento.- Tales como dunas, mdanos,etc.
Sedimentacin por detritos por el hielo.- Forman los depsitos de morrenas,luego al erosionarse estos depositos forman las acumlaciones fluvioglaciares, quetienen escaso espesor e incipiente estratificacion.
Sedimentacin por accin de lagos y lagunas.- Forman depsitos lacustres contamao de granos o partculas que van de limos hasta arcillas.
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
18/46
1.4.3. Procesos qumicos.- Son fenmenos que se dan a partir de lquidos que
contienen sustancias qumicas.
Sedimentacin de sustancias inorgnicas.- Se presentan por concentracin decompuestos qumicos en medio acuoso.
Sedimentacin de compuestos qumicos por evaporacin.- Similares a losanteriores, salvo que se da en aguas expuestas al calor del Sol que acarrea
evaporacin.
Sedimentacin de residuos qumicos.- Que pueden ocurrir por partculasarrastradas y depositadas.
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
19/46
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
20/46
1.4.4. Procesos orgnicos.- Ocurren por efecto y actividad de seres orgnicos;
comprende los restos o las excretas:
Sedimentacin de organismos que mantienen las mismas caractersticas quetenan antes de quedar enterrados; ejemplos: arrecifes, etc.
Sedimentacin de restos orgnicos poco transportados, ejemplos: coquinas yotros restos.
Sedimentacin por excretas y otras sustancias orgnicas(heces, pelos, escamas,sangre, uas. etc.).
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
21/46
1.4.5. Procesos post-sedimentarios.- Se dan luego de la depositacin de los
sedimentos y son muy importantes porque dan como resultado la formacin de rocassedimentarias:
Compactacin.- Proceso que comprende la reduccin del volumen del paquetesedimentario, la prdida de un porcentaje de poros o vacos, por efecto delsoterramiento.
Cementacin.-Es el relleno de los vacos por sustancias qumicas circulantes, que unena las partculas.
Reemplazamiento.- Es un fenmeno que se produce por la circulacin de aguassaturadas de elementos qumicos, que eventualmente pueden reemplazar loselementos qumicos de los sedimentos, cambiando su composicin.
Recristalizacin.- Es otro fenmeno qumico que se da por efecto de alimentacin desustancias qumicas. Algunas partculas se juntan y cristalizan.
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
22/46
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
23/46
1.5. AMBIENTES DE SEDIMENTACIN
Los principales macro-ambientes son dos: el marino y el continental; sin embargoexisten otros ambientes por la gran variabilidad de factores, en los juegan un papelmuy importante la de altitud, de clima, de variedades vegetales y animales y deagentes erosivos.
Los ambientes de sedimentacin se clasifican en:
Ambiente continentalAmbiente transicionalAmbiente marino
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
24/46
1.5.1. Ambiente continental.-Es toda la superficie terrestre que se encuentra sobre el
nivel del mar; algunos tipos son:
Glaciario.-Ocurre en altas altitudes y altas latitudes donde se presentan enormesacumulaciones de hielo.
Lacustre.- Est representado en todos los depsitos acuosos continentales (lagos,lagunas, pantanos, atolladeros).
Aluvial.-Es el ambiente constituido por las aguas de escorrenta.
Fluvial.- Es el ambiente que comprenden todos los flujos de agua superficial, deimportancia: riachuelos y ros.
Desrtico.-Se presenta en zonas ridas y llanas de los continentes; generalmente
en reas calurosas.
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
25/46
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
26/46
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
27/46
1.5.2. Ambiente marino.- Es el ambiente sedimentario ms importante; all la
sedimentacin alcanza el 90 a 95% de la sedimentacin total: algunos tipos son:
Nertico.-Es el que se encuentra pegado a la costa desde la orilla hasta los 180 m.b. n. m.; coincide con la zona ftica (con luz) y con la zona de oxidacin.
Batial.-Se extiende desde los 180 m. b. n. m. hasta los 3800 m. b. n. m.
Abisal.-Es el de los fondos marinos por debajo de los 3,800 m.b.n.m.
Pelgico.-Superficie de los mares (mar adentro)
Bentnico.-Vida pegada a la superficie de las rocas (en la orilla)
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
28/46
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
29/46
1.5.3. Ambiente transicional.-Es el orillero, el que est entre el continente y el ocano:
Deltaico.-Dado por la convergencia entre ro y ro; o entre los ros y el mar.
Litoral.- El que se distribuye a todo lo largo del contacto entre el ocano y elcontinente, especialmente playas y acantilados.
Palustre.-Formado por pantanos, lagunas de origen continental y marismas; junto
al mar.
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
30/46
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
31/46
1.6. COMPOSICIN DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS
Los componentes de las rocas sedimentarias, son de tres tipos: detrticos, orgnicos yqumicos.Los detrticosson aquellos que se desprendieron de rocas ms antiguas, porel transporte se disgregaron en fragmentos de rocas y partculas de minerales; losorgnicos son restos de animales y vegetales o restos de sustancias orgnicasproducidas por stos; los componentes qumicosse precipitan a partir de solucionesacuosas. Todas las rocas pueden tener uno, dos o tres de los componentes citados,
siendo mayoritarios uno o dos de los mismos.
Cuando se desprende una porcin de roca y entra en contacto con el agua, a raz de losgolpes del transporte se descomponen primero los minerales bsicos: Olivino,piroxenos, anfboles, plagioclasa clcica, plagioclasa sdica y finalmente los mineralescido - flsicos (Ortoclasa y Cuarzo) que son los ms frecuentes.
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
32/46
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
33/46
1.6.1. Sedimentos lticos gruesos son restos desprendidos de rocas, de
tamaos mayores a 2 mm., que son transportados y desbastados por mediosnaturales, pueden estar compuestos de cualquier tipo de roca, especialmentede las ms duras, como Gneis, Basaltos, Cuarcitas, Granitos y otras.
1.6.2. Los sedimentos arenceos contienen slo mineral en un 90%:anfbol, Apatito, Biotita, Calcita, Calcedonia, Colofana, Corindn, Cuarzo,
Dolomita, Epidota, Feldespato, Fluorita, Hematita, Ilmenita, Limonita,Magnetita, Muscovita, Olivino, palo, Rutilo, Siderita, Topacio, Turmalina,Ortoclasa y otros.
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
34/46
1.6.3. Los sedimentos arcillosos, contienen comnmente: Caolinita,
Montmorillonita, Illita, Muscovita fina y Cuarzo muy fino.
1.6.4. En los sedimentos qumicos, los minerales ms comunes son: Calcita,Dolomita, Calcedonia, palo, Siderita, Cuarzo, Halita, Silvita, Glauconita,Hematita, Barita, Yeso, Limonita, Colofana, Marcasita, Pirita y otros.
1.6.5 Los restos orgnicos y precipitados qumicos, pueden estarconformados por minerales como: Calcita, Aragonito Colofana, Francolita yotros; o por sustancias qumicas como carbonatos, sulfatos, slice.
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
35/46
Cuarzo
Microclina
Ortosa
Albita
Muscovita
Biotita
Cloritas
Caolinita
Illita
Montmorillonita
Glauconita
Granos detrticos (mono y policristalinos),cemento, reemplazamiento, capas y vetillas
Granos detrticos (por lo general alterados
a arcillas). Tambin de origen autgeno
Detrtico en rocas pelticas y en menor
frecuencia en areniscas
Detrtico en rocas pelticas, cemento en
areniscas y reemplazamiento de feldespatos
y minerales volcnicos
Partculas sinsedimentarias
Formas y presentacin de los clastos y/o minerales en las rocassedimentarias
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
36/46
Calcita
Dolomita
Yeso
Anhidrita
Halita
Colofana
Pirita
Hematita
Magnetita
Granos, matriz, cemento y reemplazamiento
Cristales anhedrales hasta euhedrales,
principalmente en evaporitas y en
rocas carbonatadas alteradas
Ooides, pellets, ndulos, capas
Cristales y agregados autgenos
Criptocristalino, pigmento y alteraciones
Criptocristalino, detrtico
Formas y presentacin de los clastos y/o minerales en las rocas
sedimentarias
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
37/46
1.7. LOS 4 GRUPOS DE ROCAS SEDIMENTARIAS
Conglomerados,
brechas,
areniscas,
limolitas
Biogenos,
bioqumicos
y orgnicos
Calizas, dolomas,
rocas siliceas,
rocas fosfticas,
rocas evaporticas,
Tufos
Tufitas
Piroclastos
Volcano-Sedimentario
Terrgenos,
clsticos
Calizas organgenas,
rocas siliceas organgenas,
rocas f osfticas organgenas,
carbn.
Sedimentos
qumicos
Epiclstico
Terrgeno o
Slico-clstico
Organgeno Qumico
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
38/46
1.8. FASES DE UN ESTUDIO PETROLGICO
- Trabajo de gabinete inicial, preparacin para el trabajo de campo
- Trabajo de campo
- Trabajo de gabinete
- Instalacin
- Estudios petrogrficos macroscpicos y microscpicos
- Anlisis geoqumicos
- Sistematizacin de informacin
- Confeccin de mapas, grficos, tablas
- Conclusiones y recomendaciones.
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
39/46
1.9. ELEMENTOS PETROGRFICOS DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS
Aloqumicos.- partculas primarias de origen organo-qumico formados en lamisma cuenca (por lo general restos de organismos). Pueden o no habersufrido un corto transporte dentro de la cuenca.
Ortoqumicos.- minerales formados por precipitacin qumica en la cuencade sedimentacin durante o inmediatamente despus de la deposicin.
Matriz.- agregado de partculas primarias de tamaos inferiores a 30 mm queengloban a granos o aloqumicos.
Cemento.- material autgeno (formado durante la diagnesis) que une a lossedimentos dando origen as a un agregado cohesionado (rocassedimentarias).
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
40/46
100 m
B
C
D
EF
A Aloqumicos
Bioclasto
Grano
Cemento
Matriz
Grano
Terrgeno
Grano Matriz
Cemento I
Cemento II
Cemento III
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
41/46
1.10. CONTACTOS ENTRE GRANOS
Granos flotantes
Grano/Matriz
Contactos puntuales
Efecto de la Contactos simplesdisolucin
por presin Contactos suturados
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
42/46
Flotante Puntual Simple Suturado
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
43/46
A B C D
1 2 3 4
BAJA
ESFERI-
CIDAD
ALTA
ESFERI-
CIDAD
Esfericidad, angulosidad y clasif icacin
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
44/46
1.11. POROSIDAD Y PERMEABILIDAD
Porosidad:Porcentaje de espacios vacios en el volumen total de la roca.
Puede ser primaria o secundaria.
Porosidad primaria: Espacios intergranulares no rellenados (cementados)durante la diagnesis. La morfometra, granulometra, clasificacin,empaque y grado de cementacin de los sedimentos controlan este tipode porosidad.
Porosidad secundaria: Se forma durante la diagnesis, por disolucin de
granos, aloqumicos, matriz o cemento de la roca. Puede ser mayor omenor que la primaria.
Permeabilidad: Propiedad de permitir el paso de fluidos a travs de susespacios vacios. Depende de interconeccin entre poros. Esta propiedades funcin tambin del tipo de fluido (agua dulce, salmuera, gas natural,petrleo) y de la presin hidrosttica.
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
45/46
-
7/26/2019 2 petrologia sediemntaria
46/46
METALES HIDRO-
CARBUROS
CARBON ROCA
INDUSTRIAL
ROCA
ORNAMENTAL
RUDITAS Au Reservorio
ARENISCAS Au Reservorio Si Vidrio Laja
PELITAS (Au) Generador Si Pizarra
CALIZAS Pb-Zn
Polimetlicos
(Reservorio)
(Generador)
Cal
Cemento
Caliza
Tavertino
SILICEAS Vidrio
EVAPORITAS Trampa Sal / Yeso
FOSFORITAS Fertilizante
1.12. IMPORTANCIA DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS