Las Rocas Sedimentarias: Formación, Tipos y Características

1. Definiciones

• Roca sedimentaria: Roca que se forma a partir de la acumulación de sedimentos.
• Estrato: Es una unidad litológica, es decir, está formado por un único tipo de roca de origen sedimentario que se formó bajo procesos sedimentarios constantes.
• Meteorización: Proceso que se produce en la superficie terrestre, cuando las rocas se exponen a condiciones de presión, temperatura y fluidos muy diferentes a donde se originaron. Cuando los procesos de meteorización actúan en las rocas, se producen los sedimentos, que son sedimentos sin consolidar.
• Erosión: Es un conjunto de procesos que ocurren a continuación de la meteorización o a la vez que ella. Se produce en el área fuente y conlleva la pérdida del material y la denudación del relieve desde las zonas más elevadas.
• Transporte: Es el traslado de los sedimentos y solutos derivados de la meteorización desde el área fuente hacia las cuencas de sedimentación. El transporte es consecuencia de la fuerza de la gravedad, un agente que suele ser un fluido y unos materiales susceptibles de ser transportados que se conocen como sedimentos.
• Diagénesis: Engloba todas las transformaciones que experimentan los sedimentos de una cuenca sedimentaria por la acción conjunta de procesos físicos, químicos y biológicos desde el momento de la sedimentación hasta el comienzo del metamorfismo, o hasta que vuelven a estar expuestos en superficie a los efectos de la meteorización.
• Ripples: Estructura sedimentaria que se forma en sedimentos arenosos a partir de flujos unidireccionales. A medida que aumenta su velocidad, la corriente comienza a mover los granos del fondo del lecho y se forman rizaduras similares a pequeñas dunas.
• Dunas: Estructura sedimentaria que a baja densidad y viscosidad del aire restringen la granulometría de la carga de fondo y la suspensión, originando sedimentos mucho más seleccionados y redondeados, caos de ambientes fluviales y marinos. Los sedimentos que las forman muestran una superficie pulida y picaduras causadas por la colisión de los sedimentos en el aire.
• Turbiditas: Cuando los sedimentos llegan a una cuenca sedimentaria de muy baja o nula energía, se produce la sedimentación de partículas por la gravedad. En primer lugar, se acumulan las más grandes y pesadas, y así sucesivamente hasta las más pequeñas, del tamaño de la arcilla.

2. Tipos de Energía en los Procesos Sedimentarios

+ La energía potencial, a través de la gravedad, genera flujos de materiales que contribuyen al transporte de los sedimentos hacia zonas topográficamente deprimidas.

+ La energía interna del planeta, a través de la tectónica de placas, contribuye a elevar zonas de corteza que serán áreas fuente donde, mediante meteorización, se originan los sedimentos. En otras regiones, la dinámica terrestre funde zonas de la litosfera, formándose las cuencas de sedimentación, donde se producen la mayor parte del proceso de sedimentación y la diagénesis.

+ Los procesos de meteorización y transporte, a su vez, están influenciados por la energía solar, que alimenta fenómenos que son clave para el modelado del relieve, como el ciclo del agua, del viento y las variaciones climáticas, que también condicionan la vida en el planeta.

3. Tipos de Meteorización

Meteorización Física

Es la rotura y fragmentación mecánica de las rocas previas.

• Crioclastia: El agua, al congelarse en los poros y fisuras, aumenta de volumen y fragmenta las rocas.
• Termoclastia: La rotura se produce por variaciones bruscas de la temperatura a lo largo del día y la noche.
• Haloclastia: La cristalización de sales disueltas en agua que circula por poros y fisuras, rompe las rocas.
• Bioclastia: La presión radicular de las plantas al crecer y las perforaciones de organismos durante sus actividades vitales rompen y agrandan fisuras.

Meteorización Química

Es debida a la transformación de unos minerales en otros cuando están sometidos a condiciones químicas diferentes a aquellas en las que se formaron.

• Disolución: Algunos minerales, al estar permanentemente en contacto con el agua, forman iones en disolución que destruyen la estructura cristalina.
• Oxidación: Es el cambio de estado de valencia de los metales en presencia del oxígeno libre. Los minerales con átomos de elementos metálicos se oxidan en condiciones atmosféricas y su estructura cristalina cambia.
• Hidrólisis: Es la descomposición de minerales de composición química básica por la acción de aguas ácidas.
• Hidratación: Es la absorción de moléculas de agua, que se incorporan a la estructura cristalina de algunos minerales, que se transforman en otros.

4. Influencia del Transporte en la Clasificación y Desgaste de los Clastos

El transporte actúa sobre los sedimentos de dos formas: selecciona y clasifica las partículas en función de la velocidad, la distancia y el tiempo que dura este proceso.

Así, por ejemplo, si la velocidad del flujo es alta y la distancia al área fuente es pequeña, se pueden mover partículas de muy diversos tamaños y el resultado será una gran diversidad granulométrica y una baja selección de los sedimentos.

En cambio, si la velocidad disminuye o la distancia desde el área fuente hasta la cuenca es grande, el fluido movilizará partículas más pequeñas y del mismo tamaño, y se producirá una selección de los granos. El transporte también influye en el desgaste de las partículas, variando su forma y tamaño, debido al rozamiento, el choque o la disolución.

5. Procesos Diagenéticos

• Compactación: Pérdida de volumen por aumento de la carga de sedimentos que tienen por encima durante el enterramiento. Favorece la expulsión de fluidos y el espacio entre los poros disminuye.
• Cementación: Consiste en la precipitación, en los poros y oquedades que hay entre las partículas, de minerales que unen y dan cohesión al sedimento.
• Reemplazamiento: Son las transformaciones químicas de los minerales por acciones de fluidos a temperaturas inferiores a 150-200 ºC.
• Disolución: Algunos componentes minerales pueden llegar a disolverse ante las diferentes condiciones de presión, temperatura y composición de fluidos.

6. Clasificación de las Rocas Sedimentarias

Las rocas sedimentarias se clasifican en cuatro grandes grupos:

Rocas Detríticas

Están formadas por la litificación de fragmentos de rocas previas unidos por una matriz o cemento. Están formadas por más de un 50% de fragmentos de rocas previas, junto con la matriz y el cemento que ocupan los huecos entre los fragmentos detríticos.

Rocas Carbonáticas

Formadas a partir de la consolidación de conchas, caparazones y restos orgánicos junto con partículas de composición carbonática. Se forman dentro de cuencas sedimentarias y contienen elementos de composición carbonática.

Rocas Químicas

Se originan a partir de la precipitación directa de minerales en el medio exógeno. Es un compendio entre muchos tipos litológicos y tienen en común la precipitación directa de minerales en el medio exógeno.

Rocas Organógenas

Producidas por las transformaciones de la materia orgánica y vegetales carbonosos. Están formadas por carbono de origen orgánico. Son el carbón y el petróleo.

7. Formación de las Rocas Organógenas

Carbón

Más de un 50% de carbono y se originan por la descomposición de vegetales terrestres acumulados en condiciones de anoxia (sin oxígeno), como ocurre en zonas pantanosas de los deltas, lagos y cuencas marinas de poca profundidad. Cuando estos vegetales se entierran, comienza una lenta transformación química debido a la acción de bacterias anaeróbicas y estas forman los estratos de carbón.

Petróleo

La materia orgánica procede de grasas y proteínas de organismos planctónicos y algas. Suele estar mezclado con arcillas, que se sedimentaron en grandes cantidades en los fondos anóxicos de mares y zonas lacustres.

Al enterrarse, debido al aumento de la presión y temperatura, estos materiales se transforman en margas bituminosas, que gradualmente maduran y se convierten en petróleo, un hidrocarburo insoluble en agua, formado por compuestos de hidrógeno y carbono.