Procesos Sedimentarios

Estratigrafía y Sedimentación

Formación de las Rocas Sedimentarias

Material de partida

Meteorización

Erosión transporte

Depositación/ precipitación

Diagénesis

Suelo

Rocas sedimentarias

blandas

Rocas sedimentarias

DiagénesisSon todos aquellos cambios físicos, químicos y biológicos sufridos por el sedimento después de la depositación inicial, durante y después de la litificación, excluyendo la alteración superficial (meteorización) y metamorfismo.

Factores actuantes Factores físicos

TemperaturaPresión litoestática e hidroestática (presión de volumen,

presión de poro) Factores químicos (pH, Eh y absorción iónica)

Agua juvenil Agua connota Agua meteórica Agua marina

Factores biológicos: horadaciones, acción bacterial Factores cronológicos: tiempo geológico

Procesos: Procesos físicosSe relacionan con la compactación y re-orientación de los granos, que vienen acompañados con el soterramiento.

1. Compactación: es la pérdida del volumen de los sedimentos y por ende existe una disminución de la porosidad primaria, lo que ocasiona un empaquetamiento mas apretado entre los granos.

Efectos de la compactación: Discriminación de la porosidad y permeabilidad primaria Pérdida de porosidad por soterramiento Expulsión del fluido de poro Aumento del empaquetamiento Deformación y fracturamiento de las partículas

Factores que influyen en la compactación: Características texturales Composición mineralógica Profundidad de soterramiento

Procesos: Procesos QuímicosSe relacionan con la cementación, autigénesis, alteración,

recristalización, reemplazamiento, inversión y disolución.1. Cementación o precipitación:Ocurre como: relleno de poros, sobrecrecimiento del mismo

mineral, forros o aros alrededor de granosTipos de cementos mas comunes: sílice, carbonatos, óxidos de

hierro.

2. Disolución:Depende del pH, Eh, temperatura, presión, etc. Minerales comunes a disolverse como halita,

anhidrita, feldespatos. Genera porosidad secundaria

3. Reemplazamiento:Ejemplos: silicificación de carbonatos,

reemplazamiento de material fósil por pirita, glauconitización de granos, etc.

Procesos: Procesos Químicos

4. Recristalización:Cambio en forma y tamaño de los cristales de un mineral dado,

sin que cambie la composición química. Este proceso significa el cambio de una morfología mas inestable hacia otra mas estable.

Ejemplo: cambio de aragonito a calcita

5. Alteración:Ejemplos: feldespatos se alteran a minerales de arcilla/biotitas

alteran a clorita/

6. Autigénesis:PiritaOxidaciónFormación de minerales de arcilla

Procesos: Procesos Químicos

Procesos: Procesos biológicos

Se relacionan con la acción de organismos en los sedimentos y cómo ellos afectan la configuración original del empaquetamiento.

Ejemplo: perforaciones, horadaciones, ingesta, actividad microbiológica

Procesos: Procesos físico-químicosLa presión-solución corresponde con la disolución de los minerales en un punto de contacto producto de la cementación ya ocurrida, debido al grado de solubilidad en ese punto de acuerdo a la presión ejercida en determinado momento.

Las estructuras representativas son:

Aumento de contactos entre los granos (longitudinal, cóncavo-convexos y suturados)

Estilolitas

Procesos

Pérdida de textura o creación de porosidad

Actividades de los organismosBiológicos

Presión-soluciónAumento de

empaquetamiento

Combinación de los anterioresFísico-químicos

CementaciónDisoluciónReemplazoAlteración

Recristalización

Temperatura, presión, pH, EhQuímicos

CompactaciónPresión litoestáticaFísicos

Efectos diagenétiosasociados

Factores actuantes

Procesos

Diagénesis de ConglomeradosDepende de la composición del material intersticial, sea arenoso o

lutítico.

Efectos diagenéticos en ortoconglomerados: Deformación de clastos inestables Disolución de clastos inestables Contactos directos grano-grano Presión-solución Cementación

Efectos diagenéticos en paraconglomerados: Matriz de minerales de arcillas Cementación de calcita, dolomita, siderita y cuarzo Deformación de los clastos inestables Disolución de clastos inestables

Diagénesis de Areniscas Areniscas Feldespáticas:

Sobrecrecimiento de feldespato Albitización de feldespato potásico y plagioclasa cálcica Cuarcificación de feldespato potásico y plagioclasa Disolución de feldespatos existentes Reemplazamiento de feldespatos potásicos por calcita o

dolomita

Areniscas Líticas Alteración de minerales y fragmentos inestables Deformación de minerales y fragmentos dúctiles Formación de envoltorios de minerales de arcilla Disolución de algunos fragmentos de roca y otros minerales inestables Sobrecrecimientos de cuarzo y feldespato Cementación carbonática

Diagénesis de Areniscas Areniscas cuarzosas:

Sobrecrecimiento de cuarzo Presión-solución Cementación de carbonatos, y de minerales de arcillas

autigénicas Conversión esmectita/illita Disolución de feldespatos existentes Caolinitización de feldespatos

Wacas: Alteración de minerales y fragmentos inestables Disolución de matriz Cementación carbonática

Diagénesis de Lutitas

Cambios mineralógicos de las arcillas Alteración de esmectita a illita y clorita con

etapas intermedias mixtas Alteración de caolinita a clorita Precipitación de minerales diagenéticos (yeso,

anhidrita, halita, óxidos de hierro) Presencia de estructuras diagenéticas

(concreciones, nódulos, etc.) Posible generación de carbón

Etapas diagenéticas: según Choquette & Pray (1970)

Eodiagénesis

Retrabajo orgánico (bioturbación)

Cementación y reemplazamiento

Alteración de estructuras sedimentarias primarias

Formación de bandeamientosmoteados y otras trazas

Formación de pirita u óxidos de hierro

Precipitación, sobrecrecimiento de Q y feld, cementos de carbonatos, clorita o caolinita

Mesodiagénesis

Compactación física

Compactación química (presión-solución)

Cementación

Disolución por fluidos de poros

Reemplazamiento mineral

Autigénesis de arcillas

Telodiagénesis Disolución, reemplazamiento y oxidación

Disolución de cementos carbonáticos

Alteración de F a minerales de arcilla

Oxidación de minerales de arcilla

Disolución de minerales menos estables

Etapas diagenéticas: según Dunoyer de Segonzac (1970)

Diagénesis

D. Temprana: donde ocurre la etapa de soterramiento somero

D. Intermedia: donde ocurre la etapa de soterramiento profundo

D. Tardía: que ocurre a temperaturas superiores a 100°C

Archizona: fase transicional hacia el metamorfismo

Etapas diagenéticas: según Dapples (1967)

Mesodiagénesis

Redoxomórfica (depositación)

Locomórfica (de enterramiento temprano)

Filomórfica (de enterramiento final)

Epidiagénesis

Diagénesis de Carbonatos Transformación de sedimentos carbonáticos en calizas

(Folk, 1974). Procesos que transforman ese sedimento, pueden ser: Contínuos y constantes que trabajan el sedimento Cambios en las rocas como respuesta a modificaciones ambientales.

En síntesis, los procesos fundamentales que originan la diagénesis son de dos tipos:

Orgánicos Químicos

Ambientes y Clasificación de los procesos diagenéticos

Ambientes diagenéticos: terrestres, marinos y de subsuelo.

Clasificación de los procesos diagenéticos: relacionada a ambientes de formación y postdepositación.

Zona freática de agua fresca

Zona de mezclaZona marina freática

ISLA ARENOSA CARBONÁTICA PERMEABLE

Zona vadosa

Aire y aguaen los poros

Agua frescay salada enlos poros

Agua frescaen los poros

Agua saladaen los poros

Clasificación de los procesos diagenéticos

1. Diagénesis submarina: a. En mares y aguas somerasb. En las zonas profundas de los océanos

2. Diagénesis meteórica:a. Ambientes de la zona vadosab. Ambientes de la zona freática

3. Diagénesis de soterramiento

Diagénesis en soterramiento: Tres factores promueven la diagénesis: fluidos

intersticiales, la compactación y la presión-solución

La compactación promueve la presión-solución (formación de estilolitas)

La compactación reduce las porosidades primarias.

Clasificación de los procesos diagenéticos

Ambientes Diagenéticos Ortoquímicos presentes

Calcita - MgMicritaCemento fibroso (Isopáco)Aragonito

Suelo oceánico Cemento fibroso (Isopáco)Cemento botoidal (fibroso-radial)Roca de playa (cemento de aragonitoo calcita - MgCemento menisco y gravitacionalCemento menisco y gravitacional

Zona vadosa Envoltorios micríticos(Rellenando parcialmente losintersticios)Cemento sintaxial

Zona mixta Combinación de ortoquímicos de lazona vadosa y la zona freáticaCemento fibroso (Isopáco)

Zona freática Cemento mosaico (en bloque)Cemento de calcita prismática

Soterramiento profundo Cemento de calciesparítico mosaicoCemento de dolomita gruesaCemento de anhydrita gruesa

1. Diagénesis destructiva: degradación de carbonatos, erosión biológica o mecánica y disolución química.

2. Diagénesis constructiva: agradación de carbonatos.

3. Diagénesis isoquímica: sin cambios en la composición química del sedimento.

4. Diagénesis aloquímica: cambios en la composición química del sedimento.

Clasificación de los procesos diagenéticos

Diagénesis isoquímica: Cementación Neomorfismo Procesos de disolución

Clasificación de los procesos diagenéticos

Diagénesis aloquímica: Dolomitización Dedolomitización: disolución de dolomita y

reemplazo por calcita con bajo magnesio. Disolución de calcita magnesiana por calcita

con bajo magnesio. Silicificación Formación de minerales autigénicos

Clasificación de los procesos diagenéticos

Tucker (1991)

DIAGÉNESIS

TEMPRANA

TARDÍA

MARINA

METEÓRICA

SOTERRAMIENTO

Diagénesis de Carbonatos

Diagénesis Temprana

Procesos Orgánicos

Procesos

Físicos-Químicos

Agregación (Formación de Pellets)Reducción de partículas esqueletales (Ausencia de turbulencia)

ErosiónEnvoltorios micríticosBioturbación (Madriguera)Horadaciones (Boring)

Acción bacterial (Medio Reductor)

Carbonáticos

Cementación inicial (Aragonito)DisoluciónInversión aragonito-calcita

(No significativa)Dolomitización primaria (para algunos autores)

No CarbonáticosSilicificaciónGlauconitizaciónPiritización

Procesos en Ambientes Diagenéticos ProfundosCompactación

Cementación

Recristalización

Pérdida de porosidad

Dolomitas

Presión – Solución: estilolitas