Formación de Rocas Sedimentarias Detríticas
Las rocas detríticas (también conocidas como terrígenas o clásticas) están formadas por fragmentos de rocas o minerales procedentes de rocas preexistentes que han quedado expuestas a la meteorización (fragmentación) y a la erosión.
La Diagénesis: Transformación de Sedimentos en Roca
La diagénesis es un proceso complejo a través del cual los sedimentos se compactan y cimentan para formar rocas sedimentarias. Este proceso depende de una serie de factores físicos, químicos y biológicos, tales como:
- Temperatura
- Presión
- Tiempo
- Factores químicos
- Actividad biológica
Durante la diagénesis, se dan una serie de procesos simultáneos que determinan el endurecimiento del sedimento.
Procesos Diagenéticos Clave
Compactación Mecánica y Deshidratación
Cuando se forma el sedimento, los granos de diferente tamaño se depositan unos sobre otros, dejando una serie de huecos que son ocupados por aire y agua. Mediante la compactación, se reduce la porosidad existente entre los granos como consecuencia del enterramiento del sedimento, lo que provoca una disminución del volumen y la expulsión de los fluidos presentes en los poros.
Cementación
Se produce la adhesión de partículas sedimentarias a través de sustancias minerales que precipitan y crecen en los espacios que han quedado durante la compactación, constituyendo un cemento que refuerza la unión entre los granos, aumentando su dureza. Los cementos más comunes son sales en disolución, como el carbonato cálcico y el dióxido de silicio.
Otros Procesos Diagenéticos
Reemplazamiento o Sustitución de Minerales
Consiste en un cambio de mineralogía del sedimento al reemplazarse un mineral por otro nuevo. Un mineral puede ser sustituido por otro mediante un proceso de disolución-precipitación, sin que tenga lugar un cambio de volumen.
Neoformación de Minerales
Asociada a la disolución, se produce en otras zonas del sedimento para que posteriormente tenga lugar la precipitación química, con la consiguiente formación de nuevos minerales.
Recristalización
Crecimiento de nuevos cristales o de diferentes formas y tamaños, pero manteniendo la misma composición química del mineral original.
Clasificación y Mineralogía de Rocas Detríticas
Rocas Detríticas de Grano Grueso (Gravas)
Las gravas están formadas por fragmentos de roca o minerales de tamaño grueso (> 2 mm), unidos por un cemento, a menudo calizo.
Tipos de Rocas de Grano Grueso
- Conglomerados: Con clastos redondeados (cantos). Se forman en ambientes sedimentarios fluviales y costeros.
- Brechas: Con clastos angulosos (guijarros). Se forman tras un corto transporte, a menudo en glaciares.
Rocas Detríticas de Grano Medio (Arenas)
Las arenas (grano medio, de 2 a 0,06 mm) presentan diferente composición, aunque domina el cuarzo. Su cemento es principalmente silíceo. Son rocas ásperas al tacto y generalmente permeables.
Tipos de Areniscas
- Areniscas de Cuarzo: Granos redondeados y bien compactados, principalmente de cuarzo.
- Grauvacas: Granos angulosos y poco compactados, compuestos de cuarzo y feldespatos.
- Arcosas: Granos con mayor proporción (> 25%) de feldespato y menos cuarzo.
Rocas Detríticas de Grano Fino (Lutitas)
Las lutitas son rocas de grano fino (< 0,06 mm), de diversa naturaleza y unidas por cemento calcáreo. Son blandas y suaves al tacto, impermeables y, si absorben agua, son plásticas y moldeables.
Tipos de Lutitas
- Limolitas y Lodolitas (Limo): Rocas compuestas principalmente por limo (de 0,06 a 0,002 mm).
- Limolita: Predominantemente limo.
- Lodolita: Mezcla de limo y arcilla.
- Arcillitas (Arcilla): Rocas compuestas principalmente por arcilla (< 0,002 mm).
- Arcillita: Predominantemente arcilla.
Formación de Rocas Sedimentarias Orgánicas (Organógenas)
Las rocas sedimentarias de origen orgánico o rocas organógenas son aquellas formadas por la acumulación de materia orgánica, tales como conchas, exoesqueletos o restos vegetales. Pueden ser de varios tipos, incluyendo: carbón, petróleo o caliza.
Formación del Carbón
El carbón está compuesto de restos de plantas terrestres alterados y compactados. Se forma en ciénagas y marismas, donde el oxígeno del agua es insuficiente para descomponer la materia orgánica que se acumula. Las bacterias que descomponen la vegetación pueden vivir sin oxígeno, pero sus desechos deben oxidarse, y sin oxígeno estos se acumulan, matando a las bacterias. Con ello, la descomposición bacteriana cesa y la vegetación no se descompone del todo, formando un estiércol orgánico.
El proceso de formación del carbón avanza a través de varias etapas:
- Turba: Cuando este estiércol se entierra y se comprime, se convierte en turba (aproximadamente 50% de carbono), que representa el primer paso en la formación del carbón.
- Lignito: Si la turba se entierra y se comprime a mayor profundidad y se calienta, se convierte en un carbón mate llamado lignito (aproximadamente 70% de carbono).
- Carbón Bituminoso o Hulla: Posteriormente, se transforma en un carbón denso y negro, intensamente alterado, en el que los restos de plantas ya no son visibles (aproximadamente 80% de carbono).
- Antracita: El carbón con el más alto nivel de carbonificación es la antracita (hasta 98% de carbono).
Formación del Petróleo
El petróleo es una mezcla de hidrocarburos gaseosos (como metano y butano), líquidos (como benceno) y sólidos (como resinas y asfaltos). Su origen radica en la acumulación y transformación del plancton marino (zooplancton, fitoplancton).
Estos restos orgánicos se asientan en los fondos oceánicos o de un lago donde hay poco oxígeno. Al ser sepultados debajo de capas de sedimento, se calientan y se transforman en petróleo y gas natural.
El plancton, en un ambiente con escasez de oxígeno donde actúan las bacterias anaeróbicas y sometido a procesos de compactación y subsidencia, da como resultado final ácidos húmicos e hidrocarburos sólidos, conocidos como kerógeno. El kerógeno es la materia prima del petróleo, una mezcla compleja de moléculas orgánicas con abundante carbono.
A medida que el kerógeno se entierra a mayor profundidad y es sometido a temperaturas entre 95ºC y 135ºC, continúa sufriendo la acción de bacterias anaeróbicas que originan su transformación en hidrocarburos líquidos. El resultado final, tras un proceso que dura millones de años, es el petróleo.
La roca en la que se forman los hidrocarburos se conoce como roca madre. Para que se acumulen en grandes cantidades, deben migrar a algún tipo de roca almacén, la cual debe tener una tapa impermeable que impida que los hidrocarburos alcancen la superficie y escapen, oxidándose y formando betunes y asfaltos.
Dentro de la roca almacén, el petróleo aparece estratificado según su densidad:
- Gas natural (menos denso)
- Petróleo
- Agua (la más densa)