Sedimentología

La sedimentología abarca el estudio de sedimentos modernos como arena , ^[1] limo y arcilla , ^[2] y los procesos que resultan en su formación ( erosión y meteorización ), transporte , deposición y diagénesis . ^[3] Los sedimentólogos aplican su comprensión de los procesos modernos para interpretar la historia geológica a través de observaciones de rocas sedimentarias y estructuras sedimentarias . ^[4]

Las rocas sedimentarias cubren hasta el 75% de la superficie de la Tierra , registran gran parte de la historia de la Tierra y albergan el registro fósil . La sedimentología está estrechamente vinculada a la estratigrafía , el estudio de las relaciones físicas y temporales entre las capas o estratos de roca .

La premisa de que los procesos que afectan a la Tierra hoy son los mismos que en el pasado es la base para determinar cómo se formaron las características sedimentarias en el registro rocoso. Al comparar características similares actuales con características del registro rocoso (por ejemplo, comparando las dunas de arena modernas con las dunas preservadas en las antiguas areniscas eólicas ), los geólogos reconstruyen los entornos del pasado.

Hay cuatro tipos principales de rocas sedimentarias : clásticas, carbonatadas, evaporitas y químicas.

• Las rocas clásticas están compuestas de partículas derivadas de la meteorización y erosión de rocas precursoras y consisten principalmente en material fragmentario. Las rocas clásticas se clasifican según su tamaño de grano predominante y su composición. En el pasado, el término "rocas sedimentarias clásticas" se utilizaba para describir rocas sedimentarias clásticas ricas en sílice, sin embargo, ha habido casos de rocas carbonatadas clásticas. El término más apropiado es rocas sedimentarias siliciclásticas .
  • Las rocas sedimentarias orgánicas son depósitos importantes formados a partir de la acumulación de detritos biológicos, forman depósitos de carbón y esquisto bituminoso y se encuentran típicamente dentro de cuencas de rocas sedimentarias clásticas.
• Los carbonatos están compuestos de varios minerales carbonatados (generalmente carbonato de calcio (CaCO ₃ )) precipitados por una variedad de procesos orgánicos e inorgánicos.
• Las evaporitas se forman a través de la evaporación del agua en la superficie de la Tierra y más comúnmente incluyen halita o yeso . ^[5]
• Las rocas sedimentarias químicas, incluidos algunos carbonatos, se depositan por precipitación de minerales a partir de una solución acuosa. Entre ellas se encuentran la jaspilita y el sílex .

Las rocas sedimentarias proporcionan una multitud de productos que la sociedad moderna y antigua han llegado a utilizar.

• Arte : el mármol , aunque es una piedra caliza metamorfoseada , es un ejemplo del uso de rocas sedimentarias en la búsqueda de la estética y el arte.
• Usos arquitectónicos: la piedra derivada de rocas sedimentarias se utiliza para piedra dimensional y en arquitectura , en particular la pizarra ( esquisto metamorfoseado ) para techos y la arenisca para contrafuertes de carga.
• Cerámica y materiales industriales: arcilla para alfarería y cerámica, incluidos ladrillos ; cemento y cal derivados de la piedra caliza .
• Geología económica : las rocas sedimentarias albergan grandes depósitos de minerales SEDEX , depósitos de plomo , zinc y plata , grandes depósitos de cobre , depósitos de oro , tungsteno , uranio y muchos otros minerales preciosos, piedras preciosas y minerales industriales, incluidos depósitos de minerales de arenas minerales pesadas.
• Energía: la geología petrolera se basa en la capacidad de las rocas sedimentarias para generar depósitos de petróleo . El carbón y el esquisto bituminoso se encuentran en rocas sedimentarias. Una gran proporción de los recursos energéticos de uranio del mundo se encuentran en sucesiones sedimentarias.
• Aguas subterráneas : las rocas sedimentarias contienen una gran proporción de los acuíferos subterráneos de la Tierra . Nuestra comprensión de la extensión de estos acuíferos y de cuánta agua se puede extraer de ellos depende fundamentalmente de nuestro conocimiento de las rocas que los contienen (el reservorio).

El objetivo de la sedimentología, el estudio de los sedimentos, es obtener información sobre las condiciones de deposición que actuaron para depositar la unidad de roca y la relación de las unidades de roca individuales en una cuenca para lograr una comprensión coherente de la evolución de las secuencias sedimentarias y las cuencas y, por lo tanto, de la historia geológica de la Tierra en su conjunto. ^{[ cita requerida ]}

La base científica de esto es el principio del uniformismo, que establece que los sedimentos dentro de las rocas sedimentarias antiguas se depositaron de la misma manera que los sedimentos que se depositan en la superficie de la Tierra hoy en día. ^{[ cita requerida ]}

Las condiciones sedimentológicas se registran dentro de los sedimentos a medida que se depositan; la forma de los sedimentos en la actualidad refleja los eventos del pasado y todos los eventos que afectan a los sedimentos, desde la fuente del material sedimentario hasta las tensiones ejercidas sobre ellos después de la diagénesis, están disponibles para su estudio. ^{[ cita requerida ]}

El principio de superposición es fundamental para la interpretación de secuencias sedimentarias, y en terrenos metamórficos más antiguos o cinturones plegados y corridos donde los sedimentos suelen estar intensamente plegados o deformados, reconocer indicadores de rejuvenecimiento o estratificación graduada es fundamental para la interpretación de la sección sedimentaria y, a menudo, de la deformación y la estructura metamórfica de la región. ^{[ cita requerida ]}

El plegamiento de los sedimentos se analiza con el principio de horizontalidad original , que establece que los sedimentos se depositan en su ángulo de reposo que, para la mayoría de los tipos de sedimentos, es esencialmente horizontal. De este modo, cuando se conoce la dirección de rejuvenecimiento, las rocas se pueden "desplegar" e interpretar de acuerdo con la información sedimentaria contenida.

El principio de continuidad lateral establece que las capas de sedimento se extienden inicialmente lateralmente en todas las direcciones a menos que estén obstruidas por un objeto físico o la topografía.

El principio de relaciones transversales establece que todo lo que atraviesa o se introduce en las capas de estratos es más joven que las capas de estratos.

Los métodos empleados por los sedimentólogos para recopilar datos y evidencia sobre la naturaleza y las condiciones deposicionales de las rocas sedimentarias incluyen:

• Medición y descripción del afloramiento y distribución de la unidad rocosa;
  • Descripción de la formación rocosa , un proceso formal de documentación del espesor, la litología, el afloramiento, la distribución y las relaciones de contacto con otras formaciones.
  • Mapeo de la distribución de la unidad o unidades de roca
• Descripciones de núcleos de roca (perforados y extraídos de pozos durante la exploración de hidrocarburos )
• Estratigrafía secuencial
  • Describe la progresión de las unidades de roca dentro de una cuenca.
• Describiendo la litología de la roca;
  • Petrología y petrografía ; en particular, medición de la textura , tamaño del grano , forma del grano (esfericidad, redondez, etc.), clasificación y composición del sedimento.
• Analizando la geoquímica de la roca
  • Geoquímica de isótopos , incluido el uso de datación radiométrica , para determinar la edad de la roca y su afinidad con las regiones de origen.

Los geólogos de la Universidad de Indiana (Bloomington) y del Instituto Tecnológico de Massachusetts han puesto en tela de juicio la idea que se tiene desde hace tiempo de cómo se forman algunas lutitas . La investigación, que aparece en la edición del 14 de diciembre de 2007 de Science , contradice la opinión predominante de los geólogos de que el lodo sólo se deposita cuando el agua se mueve lentamente o está quieta, y muestra en cambio que "los lodos se acumulan incluso cuando las corrientes se mueven rápidamente". La investigación muestra que algunas lutitas pueden haberse formado en aguas de rápido movimiento: "Las lutitas se pueden depositar en condiciones más energéticas de las que se suponen, lo que requiere una reevaluación de muchos registros geológicos". ^[6]

Macquaker y Bohacs, al revisar la investigación de Schieber et al., afirman que "estos resultados exigen una reevaluación crítica de todas las lutitas que anteriormente se interpretaban como depositadas continuamente bajo aguas tranquilas. Estas rocas se utilizan ampliamente para inferir climas pasados, condiciones oceánicas y variaciones orbitales". ^[7]

Recientemente, una considerable cantidad de investigaciones sobre lutitas han sido impulsadas por el esfuerzo reciente de producir comercialmente hidrocarburos a partir de ellas como reservorios no convencionales , tanto en yacimientos de gas de esquisto como de petróleo de esquisto compacto (o petróleo de esquisto ligero). ^[8]

Una investigación reciente del sedimentólogo australiano Dutkiewicz ha descrito cómo la geocirculación se relaciona con las temperaturas globales y el cambio climático. La investigación describió la circulación del carbono y el agua, y los impactos del calor en la capacidad actual y futura de captura de carbono por parte del océano. ^[9]

• Rocas clásticas  : rocas sedimentarias formadas por fragmentos de minerales o rocas.Páginas que muestran descripciones breves de los objetivos de redireccionamiento
• Carbón  : Roca sedimentaria combustible compuesta principalmente de carbono.
• Geología  : estudio científico de la composición, estructura e historia de la Tierra.
• Mineralogía de Marte  – Panorama de la mineralogía de Marte
• Esquisto bituminoso  : roca sedimentaria de grano fino rica en materia orgánica que contiene kerógeno
• Génesis del mineral  : cómo se forman los distintos tipos de depósitos minerales dentro de la corteza terrestre
• Formación rocosa
• Estratigrafía secuencial  – Estudio y análisis de grupos de depósitos sedimentarios
• Estructuras sedimentarias inducidas por la vegetación

• Medios relacionados con la sedimentología en Wikimedia Commons