Roques sedimentaries

Clasificado en Geografía

Escrito el en catalán con un tamaño de 22,51 KB

 

MECANISMES DE FORMACIÓ DE LES ROQUES SEDIMENTÀRIES

La formació de roques sedimentàries comporta un conjunt de processos físics, químics i biològics que tenen lloc a la superfície de la Terra i a la part més externa de l’escorça terrestre en contacte amb la hidrosfera, amb l’atmosfera i amb la biosfera.

En la formació de les roques sedimentàries es donen els processos següents:

La meteorització: Constitueix el primer pas en la formació de les roques sedimentàries. Es tracta de l’alteració que sofreixen les roques que es troben a la superfície de la Terra. Aquesta alteració pot ser mecànica, a causa del glaç i el desglaç o del creixement de cristalls de sal, o bé química.

L’erosió: Quan les partícules són arrencades del conjunt on es troben. Aquesta activitat es troba sota els efectes de l’atracció gravitatòria, que tendeix a fer baixar els objectes i, a més, de l’acció de l’impacte de l’aigua, l’aire, el gel o altres partícules en moviment.

Les partícules arrencades continuen el seu viatge a través d’un dels agents disponibles (aigua, aire o gel), fins a arribar al lloc de sedimentació o conca de sedimentació. Aquest trànsit des de l’àrea d’erosió fins a la conca de sedimentació constitueix el transport.

El conjunt de materials d’origen mineral o orgànic, derivats de les roques preexistents o de l’activitat d’éssers vius que, seguint el procés de transport esmenat, és dipositen, formant sediments

A mesura que els sediments van quedant enterrats , sofreixen una disminució dels espais buits o porus i una pèrdua d’aigua, procés conegut com compactació. Si en els espais buits hi precipiten sals dissoltes en l’aigua, les partícules queden unides entre si i és produeix la cimentació.

Aquest conjunt de modificacions que pateix la un sediment en passar a roca sedimentaria s’anomena DIAGÈNESI.

CARACTERISTIQUES DE LES ROQUES SEDIMENTÀRIES

La disposició típica de les roques sedimentaries en capes o estrats superposats s’anomena estratificació. Cada estrat presenta una unitat de sedimentació. Els diferents episodis sedimentaris van formant estrats que se superposen els uns sobre els altre successivament.

Les condicions particulars de formació d’algunes roques sedimentaries originen també unes ordenacions internes, a la part superior o inferior, visibles a nivell d’aforament, que s’anomena estructures sedimentàries. Les estructures sedimentàries reflecteixen tot un conjunt de processos que poden desenvolupar-se tant en el moment de la deposició com després.

L’origen superficial d’aquestes roques en contacte amb la biosfera fa que puguin contenir fòssils, restes de l’activitat d’organismes vius. Ajuda a reconstruir les condicions de formació de la roca.

L’estudi de les roques sedimentàries es basa en el principi de l’actualisme, enunciat per James Hutton l’any 1788, que es pot resumir amb la frase següent: El present és la clau del passat.

CLASSIFICACIÓ DE LES ROQUES SEDIMENTARIES

Si ens atenem als mecanismes de formació explicats, podem classificar les roques sedimentaries en detrítiques, quan són el resultat del procés mecànic de sedimentació de les partícules, i no detrítiques, quan no és així, i per tant, intervenen en la seva formació la precipitació, química i/o la participació dels éssers vius.

Roques sedimentaries detrítiques: Segons la mida de les partícules.

  • Les rudites:

Superior als 2mm.

  • Clast: Supera els 2mm, arrodonits (còdols), cantelluts o amb arestes vives (cairells).
    • Matriu: Mida inferior als 2mm, omplen els buits entre els còdols.
    • Ciment: D’origen químic que ocupa els buits entre els còdols i la matriu.

Si no hi ha ciment, no hi ha coherència i els còdols es poden separar amb facilitat. En aquest cas es parla de sediments i, concretament, si es tracta d’un conjunt de còdols, llavors s’anomenen graves. Quan hi ha ciment, es distingeix entre conglomerats si estan formats per còdols, i bretxes, quan es tracta de cairells. 

  • Les sorres i els gresos (arenites):

Les sorres són sediments incoherents formats per partícules d’una mida compresa entre els 2mm i es 1/16mm. Els gresos són roques que corresponen a les sorres cimentades. Els components que s’hi distingeixen són:

  • Grans: Entre 2mm i 1/16mm.
    • Matriu: Correspon a la fracció lutítica que omple els espais buits.
    • Ciment: D’origen químic que uneix els grans.
  • Les lutites:

S’agrupen en sediments i les roques sedimentaries en que la mida del gra es inferior a 1/16mm.

  • Llims: La mida es situa entre 1/16 i 1/256mm.
    • Argiles: Inferiors a 1/256mm.

Quan els sediments anteriors es troben compactats s’anomenen limonites i argil·lites, respectivament.

ROQUES SEDIMENTARIES NO DETRITIQUES

Les roques sedimentàries no detrítiques s’originen a partir dels materials transportats en dissolució i que s’acumulen o sedimenten per precipitació química.

Roques carbonàtiques: calcaries i dolomies

  • Les calcàries: Molt abundants a la superfície de la Terra. Totes les calcaries tenen en comú la composició, l’origen sedimentari del procés de formació i el fet que es reconeixen amb l’àcid clorhídric al 10%.
    • Calcària: Textura molt fina formada per la precipitació de “fang”, cristalls molt petits (2 a 4µ) de carbonat de calci, procedent de la disgregació de closques i parts d’origen orgànic.
    • Calcària fossilífera, lumaquel·la: quan hi ha participació d’essers vius, a partir d’acumulacions d’esquelets.
    • Calcària oolítica: boles d’estructura radial o concèntrica d’un 2mm. S’originen per la precipitació del carbonat al voltant d’un minúscul gra de quars o de fragment de fòssil.
    • Travertí: Precipitació del carbonat al voltant de tiges, fulles vegetals o algunes en medis continentals: fluvials o lacustres
  • Les dolomies:

Tenen un aspecte semblant amb algunes roques calcàries, amb les quals sovint es presenten juntes. Se’n poden diferenciar per la textura que generalment és més granelluda, o bé per la reacció molt dèbil o inexistent amb l’àcid clorhídric al 10% en fred, que si es produeix en les calcàries.

Roques evaporítiques:

Formades per la precipitació de sals dissoltes en aigües sotmeses a una forta evaporació.  

Per ordre de de solubilitat  de menys a més. 

Roques organògenes (acumulació de matèria orgànica):

S’inclouen les roques formades per compostos orgànica de rivals de la transformació de restes d’organismes. Són els carbons i els hidrocarburs (petroli), coneguts com a combustibles fòssils.

  • Els carbons (origen vegetal continental): Provenen de la transformació de restes vegetals acumulades en zones pantanoses. La seva formació passa per un procés de descomposició dels teixits vegetals (cel·lulosa i lignina) en absència d’oxigen (condicions anaeròbies) i per l’acció de microorganismes (bacteris). Aquest procés anomenat carbonització, amb el pas del temps produeix un enriquiment progressiu en àtoms de carboni. A més, els carbons tenen hidrogen, oxigen i, en menys proporció, nitrogen i sofre.
  • Hidrocarburs i petroli (plàncton vegetal marí): Roques formades per una barreja d’hidrocarburs, substancies formades per hidrogen i carboni, en estat semisòlid, líquid i gasos. El petroli cru es un líquid fosc d’aspecte oliós, que desprèn una olor forta i és més lleuger que l’aigua.

Es considera que s’ha format a partir de restes de matèria orgànica acumulades en els fons marins o lacustres. La matèria orgànica planctònica experimenta una fermentació en absència d’oxigen que origina una substancia insoluble, el sapropel, considerat matèria prima del petroli.

Una vegada s’origina el petroli, aquest migra a través de les roques penetrables fins que l’estructura geològica o impedeix (trampa) i s’acumula en una roca porosa (roca magatzem). Sovint els jaciments de petroli contenen també gas natural ii aigua, disposats en funció de les seves densitats i sempre ocupant els espais buits (porus) de les roques.

TECTÒNICA DE PLAQUES

LA DERIVA DELS CONTINENTS

Alexander von Humbold va observar la semblança entre les roques del Brasil i el Congo, i l’existència dels mateixos fòssils a totes dues zones. Per justificar aquests fets calia imaginar l’existència de ponts de roques per sobre l’oceà.

Alfred Wegener l’any 1912 va publicar la teoria de la deriva dels continents. Segons aquesta teoria els continents no estan fixos, sinó que a partir d’un continent únic (Pangea), es van fragmentar i es van anar desplaçant fins a arribar a tenir l’aspecte actual.

Wegener va aportar un seguit de proves que donaven suport a la validesa de la seva teoria:

  • Proves geogràfiques: Acoblament topogràfic entre les costes dels dos costats de l’Atlàntic, que, com va demostrar posteriorment, encara és més ajustat a les vores de la plataforma continental.
  • Proves geològiques: Correspondència entre les formacions geològiques de la mateixa edat als dos costats de  l’Atlàntic. Wegener va observar especialment els dipòsits de til·lites, unes roques sedimentaries d’origen glacial que es trobaven als marges de diferents continents.
  • Proves paleontològiques: L’existència de la flora i la fauna semblant a tots dos costats dels oceans només es podia explica per l’existència de ponts transoceànics o pel fet que els continents havien estat junts en el passat.
  • Proves paleoclimàtiques:  Regions i continents actualment molt diferents que havien tingut climes semblants.

La teoria de la deriva dels continental no va ser acceptada per la major part dels geòlegs de l’època. Wegener no va ser capaç d’explicar l’energia que feia possible el desplaçament dels continents.

S’admetia també l’existència d’un moviment vertical de l’escorça continental sobre l’oceànica per donar explicació a la formació i el manteniment de les muntanyes, tal com va explicar la teoria de la isostàsia, formulada per Clarence E. Dutton. Segons aquesta teoria existeix un equilibri dinàmic entre una zona externa poc densa, recolzada sobre un mantell més dens, de manera que tot increment de massa és compensat amb un enfonsament, i tota pèrdua, amb una elevació. Aquesta teoria va ser acceptada per bona part de la comunitat científica de l’època.

Segons Wegener, si s’admetia la idea que els continents pujaven i baixaven lentament sobre una massa viscosa, també podria admetre’s l’existència de moviments horitzontals.

Una explicació més definitiva va arribar posteriorment gràcies al descobriment de les dorsals oceàniques i el paleomagnetisme de les roques, a mitjan del segle XX. Això va evidenciar l’encert de Wegener i va permetre a la comunitat científica formular la teoria de la tectònica de plaques, sobre la qual es basen conceptes actuals de geologia.       

LA TECTÒNICA DE PLAQUES

Les investigacions amb finalitats militars per conèixer la topografia submarina i les anomalies magnètiques per tal de descobrir submarins van proporcionar les proves que faltaven a la comunitat científica per definir la teoria de la tectònica de plaques. L’aixecament dels mapes dels fons abissals va posar de manifest l’existència de les serralades amb una depressió interna a la part central dels oceans anomenades dorsals oceàniques.

Els estudis de paleomagnetisme terrestre, basats en l’orientació dels minerals ferruginosos de les roques, van posar de manifest, que periòdicament, hi ha una migració del pol Nord cap al pol Sud i viceversa. Aquest fet a permès datar les roques dels fons marins amb una certa exactitud i a posat en evidència que les roques mes joves estan al costat de les dorsals i que són més antigues a mesura que ens desplacem cap als continents de manera simètrica a cada costat de la dorsal. Aquest fet s’explica perquè a la part central de les dorsals hi aflora magma nou que prové de l’interior de la Terra o que en refredar-se origina escorça oceànica nova.   

La formació d’escorça nova implica, si la superfície de la Terra no augmenta, que en algun lloc se’n destrueix. Aquestes zones es coneixem amb el nom de zones de subducció, i es produeix quan una placa s’enfonsa cap a l’interior de la Terra. La placa que subdueix correspon a l’anomenat pla de Benioff, que explica un fenomen que aquest sismòleg va observar en diferents parts de la Terra, on els terratrèmols es produïen en una superfície inclinada. La interpretació de la teoria de la tectònica de plaques és que aquest pla correspon a l’escorça oceànica que es torna a ficar cap a l’interior de la Terra. A partir d’aquestes proves es va definir la tectònica de plaques.

La litosfera està constituïda per un conjunt de plaques tectòniques que es van desplaçant per sobre dels materials fosos o parcialment fosos de l’astenosfera. A les zones on les plaques es desplacen, es crea litosfera nova de tipus oceànic i, a les zones de subducció, aquesta es destrueix. La fusió de les plaques pot originar magmes que afloren en superfície en forma de volcans, i el fregament entre plaques origina terratrèmols.

Hi ha dos tipus de plaques:

  • Plaques continentals: corresponen, a grans trets, a les zones emergides dels continents, i estan constituïdes per escorça continental i part del mantell superior.
  • Plaques oceàniques: ocupen zones cobertes pel mar i estan constituïdes per escorça oceànica i part del mantell superior.   

TIPUS DE VORES

  • Vores divergents: Són les vores de la placa que tendeixen a allunyar-se. També s’anomenen constructives, expansives o sones de acreció.  
  • Vores convergents: El moviment entre les plaques és d’aproximació o col·lisió. Si una de les plaques s’enfonsa per sota de l’altra, es produeix la subducció.
  • Placa continental placa continental.
    • Placa continental placa oceànica.
    • Placa oceànica placa oceànica.
  • Vores transformats: Les dorsals oceàniques estan tallades per falles que desplacen l’eix de la dorsal i formen nombrosos fragments. Aquestes falles s’anomenen transformats . El moviment de les plaques es horitzontal, sense que ho hagi component vertical. En aquest tipus de contacte pràcticament no hi ha deformació i no es crea ni es destrueix material litosfèric.  
 

Entradas relacionadas: