Introducción 

     Las rocas carbonatadas son aquellas formadas por la litificación de sedimentos ricos en carbonatos (>80%), los cuales han sido depositados a partir de la precipitación química dentro de una solución acuosa.

 

Origen 

Rocas carbonatadas detríticas: formadas por fragmentos procedentes de la erosión de rocas carbonatadas preexistentes. 

Calizas autóctonas o insitu: constituidas por componentes carbonáticos originados primariamente, por procesos químicos o bioquímicos, en un determinado ambiente de sedimentación (continental o marino). 

     Estas rocas, son producto de   procesos biológicos e  inorgánicos. Los principales componentes de las rocas carbonatadas se pueden dividir en dos grandes grupos: ortoquímicos y aloquímicos. 

     Los componentes ortoquímicos: son producto de la precipitación química directa en el agua, ya sea marina o meteórica, al momento de la sedimentación o durante de la diagénesis. Los principales productos ortoquímicos son la matriz y el cementante, constituidos por calcita microcristalina o micrita y calcita espárica o esparita. Los principales minerales carbonatados son aragonita, calcita y dolomita. 

Matriz: se define como la parte de la roca en donde todos los sedimentos alquímicos y terrígenos se encuentran contenidos o el material de grano fino de una roca y está constituida principalmente de micrita. 

Micrita: Es calcita microcristalina menores de 5 micras de diámetroy constituye la matriz de grano fino en rocas carbonatadas. 

Esparita: Caracterizada por  cristales de calcita, generalmente mayores de 10 micras y colores claro o traslucido. Originada como cemento, rellenando poros (ortoesparita).   

Cemento: material  químicamente precipitado que rellena poros situados entre los sedimentos  y constituido principalmente de calcita espática.     

     Los aloquímicos: son todas aquellas partículas formadas dentro de la cuenca de sedimentación, pero que no son producto de la precipitación química en el agua, sino que son, principalmente, fragmentos de organismos que vivieron durante la sedimentación o partículas producidas mecánicamente. Los aloquímicos se agrupan en: 

Componentes biogénicos o esqueletales, que son productos de la fragmentación de macro o microorganismos, por ejemplo, fragmentos de moluscos, ostrácodos, algas y foraminíferos.

No biogénicos o no esqueletales, originados ya sea por la abrasión mecánica del sedimento o producidos durante la sedimentación por procesos físicos y/o químicos, por ejemplo: intraclastos, pseudopeloides y ooides.

  

Los avances recientes en petrografía y geoquímica de rocas carbonatadas han demostrado la importancia de los procesos y ambientes diagenéticos que afectan a los carbonatos después de su sedimentación. Los sedimentos carbonatados sufren cambios, físicos y químicos, inmediatamente después de depositarse y durante su sepultamiento gradual, ya que pasan a través de varios ambientes diagéneticos, que pueden incluir desde disolución completa del sedimento hasta su cementación y litificación. 

     El estudio petrográfico de rocas carbonatadas incluye entonces la identificación y caracterización de todo aquello observable bajo el microscopio, por lo que es de suma importancia identificar todas aquellas partículas presentes en la matriz o el cementante.   

Las rocas carbonatadas pueden dividirse, de acuerdo a: 

composición quimica y mineralogica; Chilingar (1960), Pettijohn (1957) o fechtbauer (1970). 

características de la fabrica; relación matriz / cemento y particuolas o granos . Segun l clasificacion de Dunham (1962)Plumley et. al  (1962)o Folk (1962). 

Parámetros físicos; como porosidad , segun Choqueta y Pray (1970).   

Casi todos los sistemas de rocas carbonatadas tanto de sección delgada como de muestra de mano, estan basados en característics como: partículas, matriz y cemento; por lo que se hace necesario definir los terminos. 

Partículas son geanos que constituyen los sedimentos y que son fragmentos derivados de otras rocas o fragmento fósil.  

Existen muchos sistemas de clasificación de rocas carbonatadas, las de Dunham (1962) y Folk(1962) son las más usadas la primera tiene como ventaja la identificación y clasificación de las rocas directamente en campo y la segunda se basa en la matriz , cemento y aloquimicos. 

Partículas que constituyen las rocas carbonatas. 

Partículas no biogénicas. 

Peloides, también llamados como pellets y la principal característica es que son partículas micríticas  redondeadas o de forma elíptica, de acurdo a  diferentes factores se clasifican en: pellest fecales, peloides de algas, pseudopeloides, peloides bahamíticos y peletoides. 

Agregados de granos, estos son agregados lobulares irregulares de partículas aglutinadas por esparita o micrit, o de algas, Son una acumulación de granos someramente redondeados, fuertemente micritizados, y tienen un cementante micrítico, aragonítico o calcítico. Son característicos de aguas someras. Se pueden dividir en: Racimos de uvas, acumulación de algas y lumps.  

Oncoides , también se conocen como oncolito, biopisolito, biscocho de alga, tiene núcleos irregulares , además de una lamina micrítica que los cubre y algunas partes detríticas las laminas son producto de la actividad de organismos. Constituye arrecifes  de intermarea, en una ambiente marino normal e  hipersalino  de alta energía; también se puede encontrar asociada a zonas de trasgresiones y regresiones.  Ooides, también llamados oolitas, son partículas generalmente esféricas o elípticas , con laminaciones alrededor de un núcleo y estructura concéntrica radial o tangencial . se forma en aguas someras , de alta energía , generada por la acción de las olas o corrientes de marea , en aguas marinas normales o hipersalinas. Se producen en lugares asociados a la presencia de algas, bacterias o sustancias orgánicas, se dividen en superficiales, normales y micrítico. 

Pisoides, son similares a los Oncoides ya que tienen laminación densa, concéntrica y regular de 2 a 10 mm. Frecuentemente están rotos  y su núcleo puede ser un fragmento de roca u otro fragmento de pisoide. Se forma en un ambiente marino vadoso.

 

Cortoides, son bioclastos, litoclastos redondeados rodeados de delgada envoltura de micrita, se producen en ambiente marino de baja energía.   Intraclastos, son producto del retrabajo de lodo marino durante la sedimentación, son menores a 0.5 mm. y alcanza varios centímetros, son producto de corrientes marinas, olas de distribución de fondo marino, desecación de sedimentos o productos de movimiento de este. 

Extraclastos, son también llamados aloclastos, litoclastos y exoclastos, son fragmentos de roca consolidados puedan ser de carbonato o no carbonato, su tamaño varia de 1 mm. Hasta centímetros y son frecuentemente de forma angular , son producto de la erosión fuera de la cuenca.

   

MICROPARTÍCULAS BIOGÉNICAS (ESQUELETALES) 

PARTÍCULAS DE MICROFÓSILES. 

Foraminíferos 

Los foraminíferos son organismos unicelulares que secretan una concha o testa con una arquitectura variada. La mayoría de las formas presentan cámaras múltiples arregladas de manera uniserial, biserial o triserial; o bien, son enrolladas (espiral, cónica y planispiral). Los foraminíferos conocidos pueden alcanzar hasta más de 5 cm de diámetro máximo, sin embargo la mayoría son de tamaños inferiores a 1 mm. Pueden ser bentónicos  o planctónicos. 

La concha de los foraminíferos es de composición quitinosa, arenácea, calcárea,aragonítica silicia. Según la composición de la concha, los foraminíferos pueden ser agrupados en 4 tipos: 

1)Textuláridos: Conocidos también como arenáceos o aglutinados. La concha está compuesta de partículas no biogénicas cementadas por carbonato de calcio. Ejemplo: Orbitolínidos.2) Miliólidos: Concha compuesta de calcita magnésica porce1ánica.3) Fusulínidos: Contienen pared calcárea no laminar y microgranular. Los endoteridos son de calcita porcelánica de alto contenido de magnesio.4) Rotálidos: Conchas compuestas de calcita hialina con contenido bajo en magnesio. Este grupo puede subdividirse de acuerdo a su tamaño en pequeños (ya sea bentónicos y planctónicos)y grandes (sólo bentónicos). Ejemplos: alveolínidos, discosyclinas, nummulites, etc.  

Hábitat:

El ambiente en que viven los foraminíferos es muy variado, pero la mayoría habitan en aguas marinas: 1) Los endoteridos y las forma grandes viven en un ambiente nerítico interior; 2) los de pared porcelánica viven en el nerítico interior al medio; 3) los aglutinados en nerítico; 4) las formas seriales en aguas profundas; 5) los trocamínidos en ambiente nerítico interior-medio; 6) los bentónicos pequeños en nerítico interior a batial; y 7) Los planctónicos viven desde el nerítico medio al abisal.   

Calciesferas 

Las calciesferas son organismos esféricos, de tamaño menor de 500 micras, que están hechas de calcita, sin ornamentación. Presentan una cavidad central redonda, carecen de aperturas al exterior de la concha, y si la tienen poseen entonces un "tapón". Tienen una pared calcárea de carbonato de calcio variablemente preservada. La diferencia con los foraminíferos, es que la pared de calcita, con contenido bajo en magnesio, es más gruesa y con estructuras radiales, y que cuando se ve en luz polarizada se observa como una cruz de interferencia. Se presume que estos organismos forman parte del plancton marino y que constituyen órganos reproductores de algas.Las calciesferas son organismos que existieron desde el Paleozoico hasta el Mesozoico y habitaron  en aguas someras neríticas.  

Radiolarios 

Los radiolarios son organismos microscópicos unicelulares que secretan una concha silícea opalina, usualmente inferiores a un milímetro y comúnmente con un diámetro máximo que varía entre 0.1 y 0.2 mm. Cuando estos organismos presentan espinas, éstas pueden extenderse más allá de la pared de la concha perforada. Concentraciones de radiolarios en pedernal o capas silíceas han sidointerpretadas como evidencia de actividad volcánica que provee de abundante sílice, la cual es usada por los radiolarios para construir su concha. Su habiat es  en mar abierto, siendo  organismos netamente pelágicos, y se conocen desde el Cámbrico hasta el Reciente.  

Calpionélidos 

Los calpionélidos son alargados, tienen una concha o lórica hueca o vacía de tamaño que varía de 80 a 150 micras. Son planctónicos, de calcita con bajo contenido en Mg (pared exterior), orgánica, quitinosa (pared interior) que no se preserva. Por lo general están rellenos de micrita. Su rango estratigráfico va desde el jurásico (Tithoniano) hasta el

Cretácico Inferior (Albiano) y son característicos del mar Tethisiano. con hábitat nerítico exterior.  

OstracodosLos ostrácodos consisten de dos valvas, que pueden ser lisas u ornamentadas y se mantienen unidas mediante una charnela. Muchas formas son inferiores a un milímetro en diámetro máximo, aunque existen organismos mayores a los 3 cm. Frecuentemente el número de capas de la concha es clave para la determinación de grupos taxonómicos. Muchos de los rasgos de ornamentación de la superficie exterior de la concha son visibles en sección delgada.Hábitat:Los ostrácodos son organismos de ambientes marinos y de aguas dulces.  

AlgasLas algas calcáreas, exceptuando los cocolitofóridos que son de tamaño pequeño y de ambiente planctónico son plantas acuáticas marinas y no marinas que poseen una calcificación interna y/o externa,. 

Las algas calcáreas se dividen en: Cyanophyta (algas azul-verdes), Rhodophyta (rojas), y Chlorophyta(verdes). 

Algas azul-verde: Las algas azul-verde se caracterizan por estar formadas de capas paralelas concéntricas. Las algas azul-verde se pueden dividir en 3 grupos: 

1) En forma de alfombras (mats), que viven en ambiente de supramarea;2)  En forma de columnas (estromatolitos),que viven en ambiente de intermarea o en profundidades de 3 a 10 metros;3)  En forma de bolas, como los oncolitos, que viven en ambiente de intermarea (entre mareas altas y bajas). 

La apariencia de las algas azul-verde se caracteriza por láminas o capas constituídas por líneas blancas (partículas de lodo calcáreo ) y negras (alga). 

Algas Rojas: Las algas rojas no tienen cavidades y están formadas por reticulaciones y septas, al microscopio se caracterizan por anillos de crecimiento que atraviesan los septas. 

Las algas rojas son características de ambiente nerítico exterior y más profundo, en frente del arrecife. Las algas rojas coralinas viven en aguas más profundas, ocurren al frente o en la barrera y no en lagunas. También viven de 10 a 15m. de profundidad.

 

Algas Verdes: Las algas verdes están caracterizadas por presentar una cavidad central vacía entre capas corticales. Los grupos de las codiaceas y las dasycladales, de composición aragonítica, son característicos de aguas someras en rampas, pueden vivir en lagunas y aguas muy bajas de O a 3 m de profundidad. También viven en ambiente de intermarea a lagunar. 

 

Modificada de Brasier (1980). Perfil batimétrico que muestra la distribución de algunos de los grupos de algas.    

PARTICULAS DE MACROFOSILES 

Esponjas 

Las esponjas son de los organismos multicelulares primitivos más organizados y se integran dentro del Phyllum Porifera. En la mayoría de las esponjas hay células especializadas que secretan un esqueleto mineral, el cual puede consistir de espículas calcáreas, espículas silicias, espículas silicias combinadas con materia orgánica o únicamente fibras de esponja.   

La red de las espículas de esponja pueden confundirse con estructuras internas de algunos corales, estromatopóridos o briozoarios; sin embargo estos últimos grupos muestran siempre un esqueleto de naturaleza calcárea, además de que las estructuras de  sus paredes son fibrosas o laminares, característica que no se presenta en las esponjas.

La red esquelética de las esponjas es comúnmente más irregular y posee elementosestructurales más pequeños y menos continuos que los corales y los briozoarios.El interior vesicular de algunos huesos de vertebrados pueden confundirse con esponjas aunque carecen de una red mostrada por un gran número de esponjas, además de que la naturaleza de los huesos de los vertebrados es fosfática.Espículas de esponjas de gran tamaño pueden confundirse con espinas de  braquiópodos, sin embargo las esponjas carecen de una estructura fibrosa en las paredes que es característica de las espinas de braquiópodos.Algunas placas (escleritas) de equinodermos del grupo de los holoturios pueden parecer espículas de esponjas calcáreas tri-radiadas, sin embargo en los holoturios las espículas muestran una gama más amplia de formas diferentes a aquellas de las esponjas.Algunos corales tienen espículas calcáreas, muchas de las cuales se parecen a las espículas silicias de algunas esponjas, sin embargo difieren de manera clara en la composición mineralógica, así como en detalles particulares de la forma.  

Corales      El esqueleto exterior de los corales está caracterizado comúnmente por una pared externa e internamente por una serie de placas verticales denominados "septa" o septos,  dispuestos de manera radial y perpendicular a la pared extern. Placas horizontales denominadas tabulas  son comunes en muchos corales y pueden estar restringidas a áreas entre los septos, próximas hacia la pared exterior, o extenderse a través del esqueleto del coral. Los corales exhiben una variedad de formas que van desde grandes masas incrustantes a ramificadas o hemiesféricas y pueden ser solitarios o vivir en colonias; varían de desde unos cuantos milímetros a varios metros de longitud, pero la mayoría de los corales solitarios tienen entre 1 y 10 cm   La mayoría de los corales paleozoicos secretaron un esqueleto carbonatado  y los  post-paleozoicos secretan un esqueleto aragonítico. La estructura de los corales es similar a la de las algas pero los corales presentan particiones internas y septos.Su ambiente  fueron  más abundantes en mares carbonatados someros de aguas claras, y contribuyeron a formar arrecifes.La mayoría de los corales viven en barreras, filos de plataforma, atolones, etc.(hermatípicos) y son buenos indicadores de fluctuaciones del nivel del mar o migración de la costa. Los corales siempre viven dentro de la zona fótica.  

Briozoarios 

Son animales individuales (zoarios) que siempre se agrupan en colonias, cuyo esqueleto calcáreo exhibe un amplio rango de formas. Las formas más comunes son incrustante (plana, semiesférica o irregular, ramificada (hueca o sólida; aplanada o circular) y estructura en forma de panal. El tamaño de los briozoarios coloniales varía desde unos cuantos milímetros hasta metro y medio, y las zoarias muestran rangos desde 1 hasta 10 cm de dimensión máxima. Internamente los animales individuales viven en tubos alargados (redondos o poligonales) o en cajas poligonales (zoecia ). Briozoarios calcáreos recientes son marinos y están presentes en todas las latitudes y profundidades, sin embargo son más abundantes en mares someros. 

La mayoría de los briozoarios paleozoicos presumiblemente tuvieron un esqueleto calcáreo. Las especies recientes son en forma de caja y los grupos post-paleozoicos pueden estar constituidos de calcita, de aragonita y de mezcla de calcita y aragonita.La diferencia entre los corales y los briozarios es que los briozarios no tienen septas, sino que poseen una pared doble. Los briozoarios son más frecuentes en rampas que en plataformas y son más abundantes en ambientes de nerítico medio a interior, y no viven en profundidades mayores a los 200 m  

Trilobites 

La mayoría de las especies de trilobites tienen únicamente unos cuantos centímetros de longitud.El esqueleto presenta 4 capas: una externa de material orgánico, una laminar en agujas finas de carbonato de calcio, una capa gruesa formada de fibras y una interior constituída también de fibras.Los fragmentos de trilobites, bajo el microscopio y con luz polarizada presentan extinción ondulosa, la capa más gruesa controla la extinción de los cristales. Viven en aguas agitadas y someras, en ambiente nerítico interior.Estratigráficamente los trilobitas tuvieron una mayor importancia en el Cámbrico y el Ordovícico.   

Braquiópodos 

La concha de los braquiópodos consiste de dos valvas inequilaterales; el contorno externo de las valvas usualmente es redondo, ovalado o subtriangular. La curvatura de las valvas individuales es variable e incluye formas planas, convexas, cóncavas y formas flexionadas, que comúnmente son alargadas ya sea en forma paralela o perpendicular a

la línea de la charnela. La superficie de la concha puede ser lisa, plegada, corrugada o espinosa. Los braquiópodos son comúnmente de 1 a 10 cm de longitud, aunque algunas formas llegan a rebasar hasta 30 cm. 

La microestructura del grupo de los articulados consiste de tres capas, de las cuales sólo dos se preservan y que emiten extinción oblicua con luz polarizada bajo el  microscopio. La capa exterior es orgánica, la media es laminar y principalmente de fibras oblicuas y constituida de calcita  de bajo contenido en Mg, la capa interior es prismática parecida a la de los moluscos. Viven en aguas neríticas y los de concha delgada son más comunes en ambiente nerítico medio e interior, mientras que los de concha gruesa viven en ambientes de rampa exterior y aguas profundas.El rango estratigráfico de los braquiópodos es del Cámbrico al Reciente. 

Moluscos 

El término Molusca denota organismos de cuerpo blando. Todos los moluscos que poseen esqueleto o concha, ésta consiste principalmente de carbonato de calcio, ya sea calcita o aragonita. Se dividen en tres grupos:pelecípodos o bivalvos, gasterópodos y cefalópodos. 

Bivalvos: 

La estructura de la concha de los bivalvos consta de 3 capas, pero solo 2 se preservan: 

1) Capa interna de aragonita formada por dos capas fibrosas (está no se preserva)2)  Capa externa de calcita prismática (se preserva) 3) Capa compleja lamelar cruzada, presenta extinción irregular no ondulosa (se preserva).Los bivalvos de conchas delgadas son pelágicos de aguas profundas, mientras que los bivalvos de conchas gruesas son neríticos de aguas someras. Los rudistas están restringidos a plataformas, rampas o a montículos en aguas tropicales. 

Gasterópodos: 

Las conchas de los gasterópodos son usualmente en espiral y de tamaño de mm. a 1 cm. Las conchas de los gasterópodos están constituídas de 1 a 5 capas calcáreas, pero se preservan de 2 a 3; dichas capas presentan mineralogía y microestructura característica y no contienen poros. Los gasterópodos son un grupo que se ha adaptado a ambientes marinos, aguas dulces y terrestres y tienen una distribución mundial desde el

Cámbrico hasta el Reciente. Viven en ambientes marinos, también son nadadores pelágicos.   

Cefalópodos: 

Los cefalópodos presentan una concha dividida en cámaras y en forma espiral o recta, sus dimensiones varían desde unos cuantos milímetros hasta cerca de 10 metros, pero la mayoría de las formas probablemente caen en el rango de 2 -10 cm. La mayoría de los cefalópodos secretan una concha de aragonita, que consecuentemente es recristalizada o reemplazada por calcita.  

Equinodermos 

Los equinodermos están compuestos de placas individuales de calcita cuyo número es de cientos a miles. Usualmente el esqueleto de los equinodermos se desarticula rápidamente y las placas son dispersas después de la muerte del animal. Consecuentemente en secciones delgadas es más factible observar secciones transversales y longitudinales de las placas calcáreas individuales que del organismo completo; o bien, fragmentos de sus espinas. Las placas individuales tienen un tamaño que varía entre un milímetro a unos cuantos centímetros. Cada placa individual del esqueleto de un equinodermo se comporta opticamente como un cristal de calcita individual.  Son exclusivamente animales marinos, usualmente de mares abiertos. 

 Anélidos 

Los anélidos (o gusanos) están compuestos de muchos segmentos similares en forma de anillos. La segmentación se observa en la pared exterior y las estructuras internas, como nervios, músculos y órganos reproductivos, circulatorios y excretorios no se preservan. El tamaño de los anélidos varía de unos cuantos milímetros hasta de 3 metros de longitud y su diámetro de unos 25 mm.Los gusanos viven en una variedad de ambiente como suelos, playas arenosas, lodos marinos, aguas marinas hasta la profundidad de 5,500 metros, aguas dulces y en una amplia variedad de ambientes como en órganos de humanos y otros animales. 

Arqueociátidos 

       Los arqueociátidos son organismos extintos que fueron muy abundantes durante el Paleozoico Temprano (Cámbrico) como formadores de arrecifes. La forma característica de su cuerpo es cónica perforada, formado por dos paredes. Entre estas paredes se tienen una

serie de tabiques o septos que las separaban y que bajo el microscópio pueden confundirse con fragmentos de coralesy las algas verdes,   sin embargo, la diferencia fundamental es la presencia de dos semicírculos separados por los septos en los arqueociátidos.   

Existen muchos sistemas de clasificación de rocas carbonatadas, las de Dunham (1962) y Folk(1962) son las más usadas la primera tiene como ventaja la identificación y clasificación de las rocas directamente en campo y la segunda se basa en la matriz , cemento y aloquimicos.   

 

Modificado de Folk 1962

 

Interpretación de láminas delgadas utilizando petrografía y ambientes sedimentarios

  

 

  

 

 

     

Rocas de precipitación (bio)(geo)química

Las rocas de precipitación química s.s. incluyen una variedad de tipos como rocas carbonatadas, silex (rocas compuestas por sílice criptocristalina, utilizadas para fabricación de objetos de silex) y evaporitas (compuestas por sales solubles como yeso o halita). Las rocas de precipitación  biogeoquimica incluyen también una variedad de tipos entre los cuales las carbonatadas y radiolaritas son el más importante. De todas las rocas no detríticas, las más importantes son las distintas variedades de rocas carbonatadas. Por esta razón trataremos las

rocas carbonatadas considerándolas como un grupo de origen diverso, pero en general con importante componente biogeoquímico.

Al contrario que las rocas detríticas, las rocas carbonatadas están compuestas por materiales formados en su mayoría en, o muy cerca de, la cuenca de sedimentación. No obstante, parte de sus componentes son materiales que pueden considerarse como detríticos, por lo todos que los conceptos y características discutidas en el apartado anterior les son aplicables, junto con los que a continuación veremos. Los componentes minerales más importantes de las rocas carbonatadas son la calcita (carbonato de Ca) y la dolomita (carbonato de Ca y Mg). De hecho, gran parte de ellas constan casi exclusivamente del calcita, denominándose la roca caliza, o de dolomita, denominándose la roca dolomía. Cuando existen ambos minerales la roca puede denominarse caliza dolomítica (calcita > dolomita) o dolomía calcítica o calcárea (calcita <dolomita).

La dolomita suele formarse con posterioridad al sedimento carbonatado, generalmente por sustitución de la calcita primaria. Este proceso se denomina dolomitización, y puede ocurrir inmediatamente después del depósito del sedimento o mucho más tarde, afectando a rocas calizas ya consolidadas. Las propiedades ópticas de la calcita y dolomita son muy similares (incoloros, muy alta birrefringencia, lo que supone colores de interferencia blancos de alto orden con iridiscencias, buenas exfoliaciones, y frecuente maclado), por lo que no pueden ser distinguidos al microscopio. Para ello se utilizan técnicas de tinción relativamente simples sobre la misma lámina delgada que permiten distinguir ambos minerales, y así clasificar la roca. Otra forma de conocer la composición de las rocas carbonatadas es añadir una solución acuosa de HCl diluida: si se produce efervecencia (i.e., se libera CO2), la roca es caliza ya que la calcita se disuelve en estas soluciones, al contrario que la dolomita. Por otra parte, en algunos sedimentos recientes el aragonito puede estar presente en cantidades apreciables, pero dado su carácter inestable en condiciones superficiales, tiende a disolverse o a transformarse en calcita, por lo que no forma parte de las rocas consolidadas antiguas.

A pesar de esta simplicidad mineralógica, las rocas carbonatadas presentan una gran variedad de componentes de distinto origen (orgánico e inorgánico), así como una gran variedad de texturas.

Componentes de las rocas carbonatadas

De los tres componentes esenciales de las rocas sedimentarias, las rocas carbonatadas no detríticas deben contener menos del 50% de terrígenos (denominados litoclastos). Los componentes principales son, por lo tanto, aloquímicos y ortoquímicos.

Los componentes ortoquímicos, definidos como materiales carbonatados inorgánicos precipitados directamente a partir del agua, son difíciles de identificar. Esto se debe a que los procesos orgánicos están muy presentes en los procesos sedimentológicos de carbonatos, y a la facilidad de recristalizaciones y precipitaciones postdeposicionales de los mismos (i.e. cementos). No definiremos por lo tanto componentes ortoquímicos, sino componentes carbonatados micríticos y esparíticos.

       La micrita es el sedimento carbonatado de tamaño de grano menor de 5 micrometros (micras), por lo que no pueden observarse granos discretos al microscopio, sino una masa informe de tonos más o menos oscuros. Su origen puede ser estrictamente debido a la precipitación directa a partir del agua marina (i.e. ortoquímico s.s.), o a la desintegración de partes duras carbonatadas de microorganismos, como algas verdes. Dado que en muchos casos no se puede distinguir entre ambos tipos, su definición como ortoquímico s.s. no es posible, aunque se puede considerar que son ortoquímicos en sentido amplio. La micrita suele ser la fracción fina o matriz de los carbonatos.

       La esparita consiste en granos de calcita de tamaño de grano superior a las 5 micras. Normalmente, cuando el tamaño de grano está entre 5 y 10 micras se denomina microesparita, reservándose el término de esparita para los granos de tamaño superior. Este material se encuentra rellenando poros, cavidades y fracturas, por lo que no es un ortoquímico s.s., sino un cemento formado generalmente después del depósito del sedimento carbonatado. La esparita debe ser distinguida de granos de calcita y dolomita producto de recristalizaciones del material original. Estas recristalizaciones pueden afectar selectivamente a algún componente determinando (e.g., bioclastos), o a toda la roca, de manera que no se respetan los contactos entre granos.

El cemento de la rocas carbonatadas tiene orígenes muy variados. Invariablemente es un cemento carbonático (calcítico o aragonítico). Puede formarse a partir de aguas marinas que rellenan los poros del sedimento, muy cerca de la interfase agua-sedimento. Su origen sería por lo tanto casi contemporáneo del mismo, y su composición puede ser de aragonito o calcita rica en Mg. En este caso, los cristales presentan normalmente hábitos fibrosos o aciculares, irradiando de las paredes de los poros sobre las que cristalizan. También puede formarse algo más tarde, cuando el sedimento está ya cubierto por otros materiales y los poros pueden no estar completamente rellenos de agua. Se forman entonces agregados de calcita esparítica de tamaño de grano variable, aunque en general grandes. En estos casos, los poros pueden quedar totalmente rellenos (por precipitación continuada a partir de aguas que circulan por los sedimentos) o no.

Aunque el cemento suele ser esparítrico (i.e., de tamaño de grano mayor de 5 micras) en algunos casos también puede ser micrítico. Por otra parte, como ya se indicó, la cementación es uno de los principales procesos que producen reducción de la porosidad (e indirectamente de la permeabilidad) en las rocas sedimentarias. Todos los criterios morfológicos descritos en el apartado de rocas detríticas son aplicables a los cementos carbonatados de estas rocas.

Los componentes aloquímicos son agregados organizados de sedimentos carbonatados que se han formado dentro de la cuenca de depósito. Incluyen ooides u oolitos,bioclastos, peloides, oncoides u oncolitos, pisoides o pisolitos e intraclastos.

       Ooides u oolitos. Son granos esféricos o elipsoidales, de diámetro menor de 2 mm, que presentan una estructura interna constituida por láminas concéntricas regulares de calcita desarrolladas alrededor de un núcleo de origen diverso (bioclasto, litoclasto...).

       Peloides. Son granos más o menos redondeados compuestos por micrita y no presentan estructura interna. Su origen es variado, pero una gran parte de ellos son productos fecales de animales comedores de fango, denominándose entonces pellets.

       Oncoides u oncolitos. Son granos redondeados de diámetro mayor de 2 mm que presentan una capa exterior laminada concéntrica sobre un núcleo de

origen diverso. La formación de la capa superficial laminada se debe al crecimiento de algas cianofíceas que atrapan material micrítico en suspensión y lo fijan sobre ellas.

       Pisoides o pisolitos. Son granos redondeados de diámetro mayor de 2 mm similares a los oncolitos, que presentan igualmente una capa exterior laminada concéntrica, pero cuyo origen es inorgánco, generalmente bajo condiciones subaéreas.

       Bioclastos (o fósiles). Son patrículas esqueletales resíduos completos o fragmentados de las partes duras de organismos secretores de carbonatos. Estas partes duras son generalmente conchas de una gran variedad de organismos (e.g. moluscos, gasterópodos, braquiópodos, equinodermos, artrópodos, foraminífieros, corales, algas). Las partes duras de estos organismos son originalmente de calcita o aragonito. En este último caso, al morir el animal y depositarse su esqueleto o partes duras en el fondo de la cuenca, el aragonito tiende a disolverse por ser inestable, dejando el molde de sus partes duras. Estos huecos son normalmente rellenos por aguas ricas en CO3Ca disuelto, precipitándose calcita esparítica. Cuando las partes duras no han sufrido ningún tipo de modificación, pueden observarse la estructura interna original de la misma.

       Intraclastos. Son fragmentos de sedimentos carbonatados que fueron depositados sobre la cuenca y que posteriormente fueron removilizados (retrabajados) para dar granos sedimentarios nuevos. Su morfología y composición puede ser muy variada, incluyendo cualquier tipo de aloquímicos y ortoquímicos en cualquier proporción. Sin embargo, al tener la misma edad geológica que el sedimento que los contiene, deben de presentar asociaciones de fósiles compatibles con el mismo.

Aspecto microscópico de los principales tipos de componentes aloquímicos y ortoquímicos de rocos carbonatadas sedimentarias.

Compactación de las rocas carbonatadas

A parte de la cementación, la compactación produce una importante reducción de la porosidad en los sedimentos. Este proceso se da cuando el sedimento carbonatado queda cubierto por otros materiales sedimentarios, soportando cierta presión. Se producen entonces reajustes de los componentes para dar texturas más compactas, fracturas de algunos componentes como conchas finas, la adaptación de la matriz micrítica a los bordes de granos aloquímicos, y la deshidratación del sedimento. En general, tras este proceso de compactación, el sedimento puede considerarse ya una roca consolidada.

Además, se pueden producir disoluciones debidas a la presión vertical que soportan, formándose contactos de granos indentados y estilolitos, que son superficies irregulares dispuestas de manera más o menos perpendicular al esfuerzo principal mayor. En estas superficies se ha producido una disolución de los componentes carbonatados, quedando como restos insolubles componentes minoritarios como arcillas y oxhidróxidos de Fe. Estas características pueden desarrollarse tambien durante procesos de deformación ajenos a los sedimentarios propiamente dichos. De hecho, muchos casos de estilolitos y contactos indentados se deben a causas deformacionales.

Porosidad de las rocas carbonatadas

Cualquier descripción petrográfica de rocas carbonatadas (y en general de rocas sedimentarias) debe incluir una evaluación del tipo morfológico de porosidad y del grado de interconexión de los espacios vacíos, al menos de forma cualitativa. La porosidad de las rocas carbonatadas puede ser de origen primario, formada en la roca desde su depósito, o secundario, formada con posterioridad durante los procesos de diagénesis, y/o alteración de la misma.

En las rocas carbonatadas los tipos de porosidad y la interconexión de espacios vacíos son muy variados, tales como intergranulares (localizada entre los granos aloquímicos, en la matriz), intragranulares (localizada dentro de granos particulares, como bioclastos), móldica (producto de disolución de los bioclastos), fracturas (a lo largo de fracturas discretas), canalizada (dispuesta según sistemas canales variados), vacuolar (en espacios discretos más o menos esféricos),  por brechificación (irregularmente distribuida por rotura extensiva), debida a organismos excavadores y comedores de fango (irregular, siguiendo canales por los que los organismos se han desplazado; estas morfologías se suelen denomonar "burrows", término inglés que significa madriguera).

Rocas carbonatadas comunes

Las diferentes clasificaciones de las rocas calizas se basan en las proporciones relativas de micrita y esparita, así como en la naturaleza de los granos aloquímicos existentes (oolitos, bioclastos, etc).

Sin entrar en muchos detalles, consideraremos sólo grupos amplios. Así, los tipos constituidos esencialmente por micrita los denominaremos calizas micríticas, y los constituidos esencialmente por esparita y/o cementos calcíticos de tamaño de grano esparítico las denominaremos calizas esparíticas. En el caso de que contengan algún tipo de aloquímico particular, éste se incluirá en el nombre; así por ejemplo, podemos tener calizas micríticas fosilíferas (o biomicritas), calizas esparíticas oolíticas (o ooesparitas), etc. Por otra parte, existen tipos casi exclusivamente organógenos, tales como rocas arrecifales o estromatolíticas, en cuyo caso se denominan ampliamentecalizas de origen orgánico o biolititas, pudiéndose especificar el tipo concreto de componentes orgánicos (e.g. biolitita arrecifal). Otro tipo específico de calizas son lostravertinos, formados en ambientes de aguas continentales (ríos, lagos, charcas...) por precipitación de calcita a partir del agua sobre juncos y arbustos. Debido a su específico modo de formación, los travertinos son rocas muy porosas y permeables.

Rocas intermedias

Existen rocas sedimentarias intermedias entre las detríticas y las de precipitación bio-geo-química. Entre ellas, las más abundantes son las margas, en sentido general. Estas rocas están compuestas por carbonatos y material detrítico arcilloso en proporciones variables, pero en general en torno al 50 % respectivamente. Son rocas generalmente poco compactas, formadas en ambientes sedimentarios variados pero en general más profundos que los correspondientes a las rocas carbonatadas.

Clasificación de las roca sedimentarias intermedias.