CONCEPTOS SEDIMENTOLOGICOS

PRINCIPIOS GENERALES

Durante cientos de años los geólogos han procurado entender el origen de las rocas sedimentarias y los procesos de sedimentación que las formaron, y se han esforzado en desarrollar métodos claros para describirlas y clasificarlas. Esta disciplina, conocida con el nombre de sedimentología, tiene un valor económico claramente establecido.El geólogo petrolero debe estudiar los factores sedimentológicos a través de un amplio rango de escalas espaciales que van desde la granulometría hasta la continuidad del yacimiento. Si bien los granos de sedimentos individuales son pequeños y aparentemente insignificantes, las distancias a lo largo de las cuales fueron transportados pueden ser enormes y las formaciones de rocas creadas mediante la sedimentación varían significativamente en lo que respecta a tamaño y propiedades de la formación. Estos factores se utilizan para crear modelos de yacimientos a partir de los cuales los especialistas en yacimientos predicen y evalúan el comportamiento de la producción como consecuencia de las operaciones de desarrollo de campos y de recuperación asistida. Dentro de cada uno de los diversos ambientes sedimentarios reconocidos existen subdivisiones; subambientes y facies sedimentarias. Ciertas facies son reconocibles porque los rasgos sedimentarios observados en afloramientos de superficie, núcleos de diámetro completo e imágenes de la pared del pozo, indican un ambiente determinado. Sin embargo, muchas facies resultan menos peculiares. El marco sedimentario incide en el espesor, la distribución y la arquitectura interna de las formaciones siliciclásticas o carbonatadas durante la sedimentación y afecta en forma considerable las características finales de los yacimientos. Este artículo destaca las técnicas de generación de imágenes de la pared del pozo y de interpretación que ayudan a definir la sedimentología de los yacimientos clásticos. A través de ejemplos de campo se demuestra la importancia de las imágenes de la pared del pozo para la construcción de análogos sedimentarios y modelos de yacimientos, así como para la toma de decisiones más certeras en términos de desarrollo de campos.

Importancia en la sedimentaciónLa comprensión de la historia sedimentaria de un yacimiento ofrece muchas ventajas a los especialistas involucrados en todas las etapas de la vida productiva de un campo, desde la exploración hasta el abandono. La arquitectura de una cuenca y la fuente de los sedimentos inciden en la estrategia de exploración. Una vez iniciado el desarrollo de un campo, es posible describir la sedimentología de los yacimientos en diferentes escalas y a partir de una diversidad de fuentes. Las imágenes sísmicas de superficie, los datos de pozos—incluyendo datos sísmicos de pozos e imágenes de la pared del pozo—y los datos de núcleos, resultan cruciales para el éxito de la explotación de un yacimiento. La información sedimentológica de los datos de pozos resulta de particular utilidad en la definición de una estratigrafía de yacimiento más amplia aplicada a la planificación de otros pozos vecinos y trayectorias de pozos para la definición del punto de comienzo de la desviación, y para pozos horizontales y multilaterales. Las interpretaciones de imágenes de la pared del pozo obtenidas con dispositivos tales como la herramienta de generación de Imágenes Microeléctricas de Cobertura Total FMI y su par para lodos base aceite OBMI proveen descripciones detalladas de los rasgos sedimentarios, en especial acerca de la estratificación. Esto ayuda a los geólogos a predecir la arquitectura y distribución local de la roca yacimiento productiva.

2.- PROPIEDADES Y CARCATERISTICAS DE LOS SEDIMENTOS

QUE SON LOS SEDIMENTOS.

La sedimentación es el proceso por el cual el sedimento en movimiento se deposita. Un tipo común de sedimentación ocurre cuando el material sólido, transportado por una corriente de agua, se deposita en el fondo de un río, embalse, canal artificial, o dispositivo construido especialmente para tal fin. Toda corriente de agua, caracterizada por su caudal, tirante de agua, velocidad y forma de la sección tiene una capacidad de transportar material sólido en suspensión y otras moléculas en disolución. El cambio de alguna de estas características de la corriente puede hacer que el material transportado se deposite o precipite; o el material existente en el fondo o márgenes del cauce sea erosionado.

Puesto que la mayor parte de los procesos de sedimentación se producen bajo la acción de la gravedad, las áreas elevadas de la litosfera terrestre tienden a ser sujetas prevalentemente a fenómenos erosivos, mientras que las zonas deprimidas están sujetas prevalentemente a la sedimentación. Las depresiones de la litosfera en la que se acumulan sedimentos, son llamadas cuencas sedimentarias.

Se da el nombre genérico de sedimentos a las partículas procedentes de las rocas o suelos y que son acarreadas por las aguas que escurren y por los vientos. Todos estos materiales, después de cierto acarreo, finalmente son depositados a lo largo de los propios cauces, en lagos o lagunas, en el mar y en las partes bajas de la cuenca, principalmente en la planicie, lo que da origen a la formación de ésta y a su levantamiento. El sedimento que se deposita en un gran cuerpo de agua recibe de ésta su estructura y carácter finales.

No es posible indicar con precisión todas las fuentes que producen los sedimentos que llegan a un río y que son acarreados por su corriente. Sin embargo, de acuerdo con la definición anterior, la fuente principal la constituyen los suelos y rocas que se encuentran en su cuenca, y el agua y el viento son, en nuestro medio, los principales agentes de erosión y de transporte. Por otro lado, dada la actividad del hombre en el medio que lo rodea, las fuentes del sedimento pueden clasificarse en naturales y artificiales.

SEDIMENTOS ARRASTRADOS POR RIOS ALUVIONALES

2.1 NATURALES

a) Erosión de la superficie del terreno. El suelo, capa delgada y frágil, experimenta la acción del viento y la lluvia. El viento arrastra y levanta partículas (transporte eólico) que llegan a depositarse en las llanuras, o caen directamente en las corrientes. Las gotas de lluvia o granizos, al impactarse contra el terreno, mueven o arrancan partículas de suelos y rocas. Una buena parte de la lluvia riega los vegetales o se infiltra en el terreno. Una vez que la intensidad de lluvia agota la capacidad de infiltración del suelo de la cuenca, se inicia el llamado flujo de agua por tierra. Este escurrimiento superficial desprende y acarrea también partículas de las capas superficiales del terreno. La cantidad de material acarreado es tanto mayor cuanto más frecuentes y violentas son las lluvias o los vientos, y menos densa es la cobertura vegetal del suelo.

b) Erosión del cauce principal y sus tributariosUna vez que el escurrimiento superficial se ha iniciado, y como consecuencia de las irregularidades topográficas, se crean en primer lugar arroyos, los cuales aumentan gradualmente su caudal y se transforman en torrentes, estos últimos con gran capacidad erosiva y transportadora. Además, cuando los ríos se desbordan o abandonan su cauce, su acción erosiva y transportadora es notable y, en ocasiones, catastrófica. Los ríos pueden ser juveniles, maduros y viejos. A cada una de estas tres etapas en la vida de un río o valle, corresponden cambios graduales en su perfil longitudinal, en su corte transversal y en su trazado o curso, pues el río profundiza, ensancha y alarga su cauce por la erosión continua de los materiales que constituyen su lecho y riberas. De esta manera, el río acarrea materiales de diversos tamaños, depositándolos, en forma graduada, a lo largo de su perfil longitudinal, según varia la velocidad de su corriente: al disminuir la velocidad del flujo de agua, la capacidad de acarreo del río también disminuye, por lo que primero se depositan los materiales más gruesos, mientras que en la zona de planicie, donde las velocidades son relativamente bajas, se deposita parte del material fino, y el resto continua su recorrido hacia los cuerpos de agua o al mar.

c) Movimientos naturales del terrenoLos deslizamientos de grandes masas de tierra y rocas ayudan a que mucho material quede suelto y sin protección. En ocasiones, aunque muy rara vez, la roca y el suelo se impregnan tanto de agua, que toda la ladera puede soltarse bruscamente en un deslizamiento de tierra. Con el transcurso del tiempo, y por la acción de la lluvia y el viento, estos materiales llegan a las corrientes.

2.2 ARTIFICALES

a) Destrucción de la vegetaciónMuy a menudo, por desgracia, el hombre destruye irracionalmente bosques y praderas para abrir terrenos al cultivo, o para el desarrollo urbano o industrial. Pero sin duda, el desmonte, la quema y el descepado de extensas zonas boscosas, con el propósito de abrir terrenos para los cultivos, son las actividades que más sedimentos producen, ya que de esa manera se priva al suelo de su manto protector, indispensable contra las aguas de arroyada.

b) Obras de ingenieríaLa construcción de caminos, vías férreas, presas, plantas industriales, ciudades, etc, para desarrollar una región, hace que grandes volúmenes de materiales sean removidos y queden más sueltos que en su estado natural, se modifican las pendientes del terreno, y otros materiales quedan expuestos sin protección, lo que facilita su transporte hacia las corrientes y cuerpos de agua.

c) Explotación de minas y canterasTodas estas actividades rompen y fracturan rocas y suelos, y producen al final grandes cantidades de materiales en forma de partículas pequeñas o polvo.

d) Desechos urbanos e industrialesSon los materiales arrastrados por el drenaje y que son arrojados directamente a ríos y lagos

En problemas de ingeniería se sugiere dividir el origen de los sedimentos en tres grupos, ya que al tratar de reducirlos se puede proceder de manera distinta para cada uno:

1) Sedimentos que se originan en la superficie de la cuenca. Se reducen aplicando técnicas de conservación de suelos. 2) Sedimentos que dimanan del fondo y orillas de los ríos. Se reducen con los embalses de grandes presas, presas derivadoras y construyendo pequeños diques en arroyos y cañadas. 3) Sedimentos que provienen de los desechos industriales y urbanos. Se reducen aplicando técnicas sanitarias sobre el manejo de desechos sólidos.

2.3 CLASIFICACION DE LOS SEDIMENTOS Los sedimentos naturales están constituidos por una gran variedad de partículas que difieren entre sí en tamaño, forma y densidad. Desde el punto de vista de la resistencia que oponen a ser arrastrados y de su comportamiento al ser transportados por una corriente de agua, se distinguen primordialmente dos clases de sedimentos: cohesivos y no cohesivos. Sin embargo, hay sedimentos que muestran características mixtas, o sea presentan, a la vez, cohesión y fricción interna.

a) Sedimento no cohesivo o friccionante. También denominado material granular, es el formado por granos gruesos o partículas sueltas, como las arenas y gravas. En los granos gruesos de los sedimentos o suelos, la fuerza de gravedad predomina fuertemente sobre cualesquiera otras fuerzas, por ello todas las partículas gruesas tienen un comportamiento similar. Además, esto significa que el peso de las partículas es la fuerza principal que resiste las fuerzas de arrastre y sustentación, o sea el empuje dela corriente, y dado que la fuerza de gravedad siempre está presente, al disminuir o cesar la acción del agua, las partículas se detienen, caen y se depositan. Por tanto, el empuje que debe ejercer un flujo de agua para mover o transportar tales partículas es función del peso de cada una de ellas, y cuando se depositan lo hacen apoyándose directamente unas en otras, teniendo cada partícula varios puntos de apoyo y dejando vacíos entre ellas. Así, el comportamiento mecánico e hidráulico de los sedimentos no

cohesivos queda definido por la compacidad del depósito, o sea el grado de acomodo alcanzado por las partículas, y por la orientación de las mismas.

b) Sedimento cohesivo Es el formado por partículas de grano muy fino, constituidas por minerales de arcilla, que se mantienen unidas entre sí por la fuerza de cohesión, la cual se opone a que las partículas individuales sean separadas o arrancadas del conjunto del que forman parte. Esa fuerza de unión es considerablemente mayor que el peso de cada grano, y es la que resiste a las fuerzas de arrastre y sustentación causadas por el flujo de agua. Por tanto, una vez que la cohesión ha sido vencida, las partículas desprendidas o levantadas pueden llegar a comportarse como las no cohesivas, aunque siempre serán transportadas o mantenidas en suspensión con mayor facilidad, ya que por ser muy pequeñas su peso prácticamente no influye en sus movimientos; en cuanto cesa la acción del agua, muchas de ellas (coloides) no se depositan, a menos que por la presencia de sales se facilite el proceso de floculación (formación de grumos o flóculos).

Las interacciones entre un flujo de agua y un suelo no cohesivo han sido estudiadas con mayor detenimiento, y más ampliamente que las existentes con un suelo cohesivo, entre otros motivos porque a lo largo de los cursos de las corrientes naturales abundan mucho más los materiales no cohesivos, aun en el lecho de aquellos tramos con márgenes arcillosas, ya que la mayor parte de los ríos escurren sobre suelos no cohesivos; por ello, en la hidráulica fluvial se trata más con las propiedades de los sedimentos o suelos no cohesivos.

2.4 CARACTERISTICAS DE LOS SEDIMENTOS POR PARTICULA

Las principales características que interesan de un sedimento no cohesivo, se refieren a las partículas que forman el sedimento, pero considerándolas como entes aislados: - Densidad y peso específico - Tamaño - Forma - Velocidad de caída

Sin embargo, para entender la dinámica de los sedimentos no cohesivos no basta con estudiar únicamente las propiedades de las partículas individuales que lo constituyen, ya que el comportamiento de una partícula aislada, sujeta a la acción de un flujo, es muy diferente de aquel que muestra cuando está formando parte de un conjunto. Por ello, es necesario estudiar también las propiedades de un conjunto o volumen grande de partículas:

- Relaciones entre pesos y volúmenes - Distribución de los tamaños de las partículas - Velocidad de caída - Angulo de fricción interna o de reposo

Al tratar con problemas de ríos, interesa ante todo conocer las propiedades de un conjunto o volumen grande de partículas. Así, por ejemplo, importará más conocer la distribución de los tamaños de las partículas que constituyen el material del cauce, que el tamaño de una sola partícula. Con todo, el primer paso que debe darse es considerar las partículas sedimentarias como entes aislados. De acuerdo con esto, en lo que sigue se tratarán primero las principales propiedades físicas de las partículas constitutivas del sedimento, y luego las referentes a una colección grande de partículas o suelo.

2.4.1 Tamaño De todas las propiedades del sedimento, el tamaño de las partículas que lo constituyen es una de las más importantes y quizás la más utilizada. Pero el tamaño de las partículas no puede definirse fácilmente con una sola dimensión, como podría hacerse si ellas fueran esferas o cubos, porque las partículas naturales tienen muy diversas formas y nunca alcanzan la forma de esferas en que podría conocerse su tamaño al medir su diámetro. Las formas tan irregulares que asumen las partículas sedimentarias dificultan su clasificación, ya que el diámetro como índice de tamaño pierde su significado usual. Por ello ha sido necesario definir dimensiones, idear métodos y desarrollar procedimientos de laboratorio que, junto con técnicas estadísticas, ayudan a describir y, sobre todo, a cuantificar adecuadamente las características de un sedimento.

El tamaño de una partícula suele definirse en términos de su volumen o de su velocidad de caída, o por el tamaño de la abertura de la malla de una criba o por sus dimensiones triaxiales. A excepción de la definición dada en términos del volumen de la partícula, todas las demás definiciones están influenciadas por la forma o densidad de la partícula. Por tanto, el tamaño de una partícula dependerá de la dimensión que se mida, según se haya definido, y del procedimiento que se utilice para obtener dicha medida. De acuerdo con la mayoría de los autores para precisar el tamaño de una partícula, los principales criterios están basados sobre alguna de las definiciones siguientes:

Diámetro nominal Diámetro de cribado Diámetro de sedimentación Diámetro estándar de sedimentación Dimensiones triaxiales.

2.4.2 Forma Esta característica describe el aspecto o apariencia de la partícula, independientemente de su tamaño, densidad o composición mineralógica. La forma es una característica importante, porque influye en el movimiento de las partículas que caen o se desplazan dentrodel seno de un fluido; además, se ha comprobado el influjo de la forma de los granos en la determinación de algunas características de los sedimentos o suelos no cohesivos,

como ángulo de reposo y compacidad o porosidad; por otro lado, en igualdad de condiciones, el poder abrasivo de las partículas depende de su forma

2.4.3 Velocidad de caída,Al caer una partícula dentro de un líquido en reposo, su peso sumergido tiende a equilibrarse con la fuerza que se opone a su caída, o sea con la fuerza de empuje que el agua ejerce contra ella. En el instante en que ambas fuerzas se equilibran, la partícula alcanza su velocidad de caída terminal o final, ya que a partir de ese instante comienza a caer con velocidad uniforme.

2.5 CARACTERISTICAS DE LOS SEDIMENTOS POR VOLUMEN

Una vez conocidas las principales características de una partícula sedimentaria, el siguiente paso es el estudio de un conjunto grande de partículas o de una muestra de suelo. En un suelo o volumen grande de partículas sedimentarias, se distinguen tres fases constituyentes: sólida, líquida y gaseosa. La sólida está integrada por los minerales que originan las partículas que forman el suelo; la líquida, por el agua; y la gaseosa comprende esencialmente el aire, pero pueden existir otros gases. Las fases líquida y gaseosa de un suelo componen el llamado volumen de vacíos, mientras que la sólida establece el volumen de los sólidos

1. Peso específico de la masa del suelo2. Peso específico de la fase sólida del suelo3. Peso específico relativo de la masa del suelo4. Peso específico relativo de la fase sólida del suelo5. Relación de vacíos o índice de poros de un suelo6. Porosidad de un suelo7. Grado de saturación de un suelo8. Contenido de agua o humedad de un suelo9. Peso específico seco y saturado

3.- PROCESO EXTERNO E INTERNO EN LA GENERACION DE SEDIMENTOS

PROCESO EXTERNO

La erosión es la degradación y el transporte de material o sustrato del suelo, por medio de un agente dinámico, como son el agua, el viento o el hielo. Puede afectar a la roca o al suelo, e implica movimiento, es decir, transporte de granos y no a la disgregación de las

rocas, fenómeno conocido como meteorización.

TRANSPORTE DE SEDIMENTOS POR AIRE

La erosión eólica es el desgaste de las rocas o la remoción del suelo debido a la acción del viento. El viento es un agente de modelado del relieve que puede acarrear grandes cantidades de polvo a través del mundo, pero los granos de arena solo pueden ser transportados a distancias relativamente cortas. El cuarzo es el mineral más abundante en las partículas de arena; normalmente es resistente a la meteorización química, a la disolución y a la abrasión, es decir, que la erosión eólica es referente al viento con la arenilla que se encuentra en la tierra. La arena se encuentra distribuida por toda la superficie terrestre, pero particularmente en los desiertos, las costas, estuarios de ríos y espacios que han registrado glaciaciones. Parece que el agua pudo haber sido el agente original que ocasionó la concentración de las potentes masas de arena de los desiertos, el viento sería el agente de redistribución y la génesis de un amplio muestrario de formas sedimentarias. Muchos de los grandes depósitos, especialmente los llamados mares de arena o ergs, parecan ser el resultado de una importante actividad fluvial durante el Cuaternario.

El viento es un eficaz agente de erosión capaz de arrancar, levantar y transportar partículas, sin embargo, su capacidad para erosionar rocas compactas y duras es limitada. Si la superficie está constituida por roca dura, el viento es incapaz de provocar cambios apreciables debido a que la fuerza cohesiva del material excede a la fuerza ejercida por el viento. Únicamente en aquellos lugares en donde la superficie expuesta contiene partículas minerales sueltas o poco cohesivas, el viento puede manifestar todo su potencial de erosión y transporte. La velocidad determina la capacidad del viento para erosionar y arrastrar partículas, pero también influye el carácter de los materiales, la topografía del terreno, la eficacia protectora de la vegetación, etc.

En el fenómeno de erosión eólica, es determinante la superficie sobre la que actúa el viento. Su alteración no se limita a puntos o áreas limitadas como ocurre con la erosión hídrica; la acción del viento se ejerce sobre la totalidad de la superficie. En espacios amplios, la erosión produce a menudo excavaciones de depresiones poco profundas llamadas hoyas, cuencas o depresiones de deflación. Se originan en áreas más o menos llanas y desprovistas de vegetación en donde el suelo está expuesto a la acción del viento. Las partículas finas (arcillas y limos) son levantadas por corrientes verticales que sobrepasan las velocidades de decantación; el polvo se difunde en la atmósfera hasta alturas que van desde pocos metros a varios miles. La altura depende de la intensidad de la turbulencia del viento, de su duración y del tamaño de las partículas. Como resultado, puede producirse una densa nube, llamada tormenta de polvo.

Otra forma de erosión del viento es la conocida como abrasión o corrosión eólica, en la que granos o partículas minerales duras, normalmente cuarzo, golpean o arañan las superficies rocosas y los obstáculos que afloran. Esta acción del viento cargado de partículas sólidas se limita a las primeras decenas de centímetros banales de un acantilado, colina u otro afloramiento que destaque sobre un plano más o menos horizontal. La corrosión origina orificios, acanaladuras y entalladuras en las rocas; si la masa rocosa destaca sobre un llano, puede ser erosionado por la base y adoptar la forma de una seta, por lo que se denominan roquelis, rollerous (en alemán) rocas fungiformes. Allí donde existe una alternancia de estratos blandos y duros, la acción del viento es altamente selectiva; las zonas menos resistentes son desgastadas más rápidamente que las duras, las cuales acaban por resaltar vigorosamente a modo de salientes y cornisas con profundas y largas acanaladuras o pasadizos, alineados paralelamente según la dirección del viento. A este modelado esculpido en crestas y pasillos socavados se les da el nombre de yardangs. En aquellas áreas con bloques y cantos poco consolidados o aislados, el viento los bisela del lado de donde sopla tallando una superficie pulimentada; si la dirección del viento cambia o el canto es removido, puede ser tallado en varias caras separadas por aristas. A tales cantos se les denomina ventifactos; cuando se modelan de modo bastante perfecto con caras que se cortan en tres bordes agudos reciben el nombre de dreikanters.

El viento desplaza las partículas sueltas, básicamente, según los mismos mecanismos que las escorrentías hídricas, en función del tamaño del grano y de la velocidad del fluido. Los granos de arena viajan a favor del viento, permaneciendo cerca de la superficie, separándose gradualmente de las partículas más gruesas que pesan demasiado para que el viento las desplace lejos. De este modo se origina una masa característica de sedimentos conocida como arena eólica o arena de duna, cuyas partículas tienen un diámetro entre 0,1 y 1 mm, compuesta en su mayor parte por cuarzo, por ser el mineral cuya dureza y resistencia química lo convierten en el más duradero de los materiales que contienen las rocas. Los granos de cuarzo transportados por el viento ofrecen formas redondeadas y sus superficies están cubiertas de microscópicas fracturas por el impacto de unos granos contra otros. Las partículas más gruesas son transportadas por rodadura, reptación y deslizamiento sobre la superficie; los granos de arena son capaces de viajar por saltación elevándose hasta alturas de 2 ó 3 metros en algunos casos. Las partículas finas (limos y arcillas) pueden

desplazarse en suspensión y ser elevadas a grandes alturas por las corrientes ascendentes, tan frecuentes en las regiones cálidas.

Saltación y suspensión son los mecanismos más importantes del transporte eólico. Las partículas realizan saltos a favor del viento; tras el impacto con granos en la superficie, pueden rebotar de nuevo y elevarse. De este modo, el viento transfiere energía cinética al grano, el cual, al chocar con la superficie de arena, disloca otras partículas y puede proyectarlas al aire. Las partículas de limo y arcilla pueden permanecer en suspensión con viento turbulento, e incluso casi indefinidamente para los granos muy pequeños. Las grandes tormentas de arena elevan partículas hasta 250 metros de altura y avanzan con velocidades que pueden llegar a alcanzar los 200 m/s. Se ha estimado que entre 500 y 1.000 millones de toneladas de polvo son transportadas desde todas las fuentes cada año. Algunas de las más potentes tormentas de polvo del Sahara, alcanzan a los países meridionales de Europa e incluso llegan a las costas orientales de América del Sur, cruzando el océano Atlántico.

TRANSPORTE DE SEDIMENTOS POR HIELO

Enormes masas de hielo que se desplazan lentamente y desgastan de forma implacable los terrenos en que se deslizan. Su efecto se puede observar fácilmente en aquellas regiones donde los glaciares han desaparecido. El hielo es capaz de cortar o arrancar enormes rocas que otros agentes erosivos no podrían. La erosión juega, junto con el transporte y la sedimentación, un importante papel en la transferencia de masa del sistema glaciar

Hay dos tipos de transporte:

Transporte en sólido, que a su vez puede ser:

-  Arrastre o reptación: los agentes de transporte son el agua, el viento y el hielo y sus efectos son las marcas de arrastre que deja.

-  Rodadura: los agentes de transporte son el agua y el viento y su efecto el de dejar la superficie redondeada.

-  Saltación: los agentes de transporte son el agua y el viento, y producen marcas de impacto.

-  Suspensión: los agentes de transporte son el agua, el viento y el hielo.

-  Flotación: los agentes de transporte son el agua y el hielo.

Transporte en disolución: el agente de transporte es el agua.

La sedimentación consiste en el almacenamiento de materiales erosionados y transportados. Es el último proceso de la morfogénesis. Las características de los depósitos dependen de la naturaleza del agente de transporte. En el caso de los de los ríos, mares o viento el material se deposita cuando el movimiento en el medio se reduce por debajo de la velocidad de deposición de la carga. En el caso del hielo la deposición se produce cuando encuentra un obstáculo o cuando la masa de hielo alcanza su máxima extensión espacial.

El sedimento es un material sólido, acumulado sobre la superficie terrestre (litosfera) derivado de las acciones de fenómenos y procesos que actúan en la atmósfera, en la hidrosfera y en la biosfera (vientos, variaciones de temperatura, precipitaciones meteorológicas, circulación de aguas superficiales o subterráneas, desplazamiento de masas de agua en ambiente marino o lacustre, acciones de agentes químicos, acciones de organismos vivos).

Los procesos sedimentarios pueden ocurrir en cualquier lugar de la superficie terrestre donde haya erosión, pero no todo el material depositado se convierte en roca sedimentaria, ya que la propia erosión puede arrastrar los sedimentos antes de que se endurezcan. Básicamente, los procesos sedimentarios son de tres tipos:

Marinos, se forman depósitos en la plataforma continental y en las zonas abisales. Continentales, se acumulan materiales a los pies de las cadenas montañosas, en los

glaciares, a lo largo de las cuencas de los ríos y en los desiertos. De transición, que es la sedimentación que tiene lugar en puntos de contacto entre el

mar y los continentes, como las zonas pantanosas y los deltas.

Puesto que la mayor parte de los procesos de sedimentación se producen bajo la acción de la gravedad, las áreas elevadas de la litosfera terrestre tienden a ser sujetas sobre todo a fenómenos erosivos, mientras que las zonas deprimidas están sujetas principalmente a la sedimentación. Las depresiones de la litosfera en la que se acumulan sedimentos, son llamadas cuencas sedimentarias.

6. ESTRUCTURA SEDIMENTARIA

Una estructura sedimentaria es la organización geométrica de los elementos que constituyen un sedimento visto como consecuencia de los procesos que lo han estructurado y de los elementos que lo componen.

Son rasgos de las rocas sedimentarias que se observan frecuentemente en los planos de estratificación

Se forman debido a los procesos de sedimentación a lo que llamamos “estructuras primarias” o “estructuras secundarios debido a los procesos diagenéticos o posteriores:

Las estructuras sedimentarias se clasifican de la siguiente manera:

1.- Estructuras primarias: Se forman en relación directa con el evento sedimentario principal. Se producen rápidamente pero de igual manera pueden ser erosionadas fácilmente y desaparecer.

Las estructuras primarias son particularmente valiosas ya que se estudian para inferir: Condiciones particulares del medio de depósito, tales como: agente de depósito, tipo de flujo (turbulento ó laminar; alta o baja energía, etc.).Y sirven también para inferir la “polaridad” (el arriba y el abajo) de la estratificación

La estructura primaria por excelencia en todas las rocas es la estratificación

La estratificación es un plano de debilidad formado debido a una interrupción y/o erosión del depósito o bien debido a un cambio en la naturaleza del depósito. Siempre es subparalela a la horizontal al tiempo del depósito.Cuando los planos de estratificación se encuentran muy cercanos entre sí (escala de mm) se denomina: laminación. La laminación se observa únicamente en rocas con tamaño de grano muy fino

La terminología de estas estructuras suele encontrarse en la literatura especializada en inglés, sin traducir a otros idiomas. Algunos ejemplos:

Rizaduras u ondulitas (ripple marks): que pueden ser simétricas (de oscilación) o asimétricas (de corriente). Las de mayor tamaño se denominan dunas.

Grietas de desecación (mud cracks): grietas poligonales presentes en materiales arcillosos debido a la contracción provocada por la deshidratación.

Marcas de gota de lluvia: producidas por impacto de las gotas de lluvia en una base no consolidada, generalmente limo-arcillosa. Al impactar los sedimentos son lanzados a los lados, dejando pequeños cráteres.

Estratificación laminar, estratificación cruzada, gradada, estratificación inclinada:

Se presentan los diferentes tipos de laminación dependiendo de la morfología del sustrato en el que se depositen los sedimentos, la continuidad, la densidad del agente de transporte

(agua, viento), el grado de energía del medio de deposición, el tamaño y densidad de las partículas sedimentarias, así como de su mineralogía (algunos materiales pueden ser disueltos o meteorizados más rápidamente que otros, desapareciendo de la estratificación).

Marcas de corriente (sole marks): o Scour marks: producidas por vórtices o corrientes turbulentas. Son surcos

formados por la erosión de una corriente sobre un fondo arcilloso o limoso, que posteriormente es rellenado por un sedimento de granulometría mayor, normalmente arena, obteniendo el molde en relieve inverso que se conserva en la base de los estratos en sedimentos antiguos.

o Calcos de flujo (flute marks): surcos discontinuos alargados en dirección del flujo y asimétricos. El extremo proximal es redondeado contornos fuertes. En la zona distal se atenúa el relieve hasta desaparecer.

2.- Estructuras Secundarias:

Son marcas por diversos agentes como la gotas de lluvia, grietas de desecación, huellas de cristales, canales, etc. Y se subdividen en:

Estructuras diagenéticas: se forman con posterioridad a la sedimentación, durante la diagénesis, y sin relación directa con el evento sedimentario principal (nódulos de yeso, paleosuelos hidromorfos, etc.).

Estructuras de deformación: se originan después de la sedimentación, pueden ser de carga (calcos de carga, areniscas almohadilladas), de escape de fluidos (convolute lamination, volcanes y diques de arena) y de deslizamiento (olistostromas, slumps, estructuras contorsionadas, etc.).

Estructuras inorgánicas: Su génesis está dominada por procesos físico-químicos.

Estructuras orgánicas: Su génesis está dominada por procesos biológicos (estromatolitos, bioturbación, pistas, etc.).

7 ESTRUTURAS DE DEPÓSITO

Después de que las partículas se han formado y se han transportado se depositan para formar el suelo sedimentario. Las tres causas de este depósito en el agua son: la reducción de la velocidad, la disminución de la solubilidad y el aumento de electrolitos. Cuando una corriente desemboca en un lago, océano, o un gran volumen de agua, pierde la mayor parte de su velocidad. Disminuye así la fuerza de la corriente y se produce una sedimentación. Cualquier cambio en la temperatura del agua o en su naturaleza química puede provocar una reducción en la solubilidad de la corriente, produciéndose la precipitación de alguno de los elementos disueltos.

DEPOSITOS ARTIFICIALES

Un depósito hecho por el hombre se denomina terraplen o relleno. El terraplen constituye realmente un depósito sedimentario en el que el hombre realiza todos los procesos de formación, de una forma controlada para alcanzar resultados previamente definidos. El suelo se extrae, por excavación o voladura de un determinado yacimiento cuyo material cumple con las especificaciones pre-establecidas; se transporta mediante un vehículo que puede ser un camión, una vagoneta, un buldozer, o por medio de barcazas o tuberías y se deposita en el lugar predeterminado. El material puede dejarse tal como cae, o puede acomodarse y compactarse, para alcanzar las características mecánicas deseadas.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS ESTRUCTURAS DE DEPOSITO

A) PRESION

En general un aumento de la presión sobre un elemento de suelo produce un incremento de la resistencia al esfuerzo cortante, una disminución de la compresibilidad y una reducción de la permeabilidad; los efectos contrarios se producen si las presiones disminuyen. Los cambios producidos por la reducción de la presión suelen ser menores que los producidos por un incremento de presiones de igual magnitud. El suelo se comporta por lo tanto como un cuerpo no perfectamente elástico. Durante la formación de un suelo sedimentario la presión total a una cota determinada continúa aumentando al ir creciendo la altura de la capa de suelo sobre el punto considerado. Así pues, las propiedades de un suelo sedimentario a una determinada profundidad están cambiando continuamente a medida que se va formando el depósito. La eliminación de las tierras superiores, por ejemplo por efecto de la erosión, da lugar a la reducción de las presiones. Un elemento de suelo que está en equilibrio bajo la máxima presión que ha experimentado en toda su historia se denomina normalmente consolidado, mientras que un suelo en equilibrio bajo una presión inferior a la que lo consolidó se denomina sobre consolidado.

B) TIEMPO

El tiempo es una variable que interviene en los demás factores que contribuyen a las variaciones del comportamiento del suelo (en especial las presiones, la humedad y las condiciones del medio). Para apreciar las variaciones los efectos complejos de una variación de presiones, el agua debe ser expulsada o absorbida por el elemento del suelo. Debido a la permeabilidad relativamente baja de los suelos de grano fino, se requiere un cierto tiempo para que esta agua escape o penetre en tales suelos. Por otro lado el tiempo es un factor evidente en las reacciones químicas, como las que se producen en los procesos de meteorización.El tiempo meteorológico, o atmosférico, se define como el estado de la atmósfera en un determinado momento. Se toma en cuenta la humedad (absoluta y relativa), la temperatura y la presión, en un determinado lugar y momento. Como cada uno de los instantes son más o menos prolongados en el tiempo, y en extensión, se le denomina tipo de tiempo.

C) AGUA

El agua puede tener dos efectos perjudiciales sobre el suelo. En primer lugar, la sola presencia del agua disminuye las fuerzas de atracción entre las partículas arcillosas. En segundo lugar, el agua intersticial puede, en determinadas situaciones particulares, soportar los esfuerzos aplicados, modificando así el comportamiento del suelo.

Una muestra de arcilla, que puede tener una resistencia similar a la del cemento pobre cuando seca, puede convertirse en fango al sumergirse en agua. Así pues, el aumento de la humedad en un suelo reduce, por lo general, la resistencia del mismo.

Las condiciones del agua intersticial pueden variar por causas naturales y por intervenciones andrógenas. Entre las causas naturales está la variación anual de precipitaciones, y por ende de la humedad en el suelo. En la estación seca, a causa de las pocas precipitaciones el nivel freático disminuye, en oposición a esto, en el período lluvioso, la abundancia de agua provoca una elevación del nivel freático. Esta variación de humedad en el suelo produce una variación significativa de las propiedades del suelo a lo largo del año.

Por otro lado, muchos procesos constructivos modifican las condiciones del agua freáticas, y consecuentemente provocan variaciones importantes en las características de los suelos.

El contenido de humedad influye en las propiedades físicas de una sustancia: en el peso, la densidad, la viscosidad, el índice de refracción, la conductividad eléctrica y en muchas otras.

D) ENTORNO O AMBIENTE

Existen varias características del entorno de un suelo que pueden tener una influencia importante en el comportamiento mecánico de este. Entre estas características están la naturaleza del fluido intersticial y la temperatura.

Por ejemplo una arcilla sedimentaria o compactada puede haberse formado con un fluido intersticial de una cierta composición química y a una determinada temperatura, pero ambos factores pueden variar a lo largo de la vida del depósito. Un ejemplo clásico es el de la arcilla marina, depositada en agua con un elevado contenido de sales: 35 g de sal por litro de agua, en las condiciones marinas típicas. Las arcillas marinas han sufrido frecuentemente levantamientos tectónicos por lo cual se encuentran por encima del nivel del mar, y el agua que se filtra a través de las mismas tiene un contenido en sales muy inferior al agua del mar. Así a lo largo del tiempo se produce una disminución lenta y gradual de la sal contenida en los poros del sedimento arcilloso, de forma que al cabo de muchos miles de años de lavado o lixiviación, el fluido intersticial puede ser muy diferente del original que existía en el momento de la formación del sedimento. La reducción del contenido de los electrolitos del agua en torno a las partículas del suelo puede reducir la fuerza neta de atracción entre las mismas. En otras palabras el arrastre de la sal de entre los poros puede reducir la resistencia al corte del terreno.

8. FACIES SEDIMENTARIAS

Se denomina facies al conjunto de rocas sedimentarias o metamórficas con características determinadas, ya sean paleontológicas (fósiles) o litológicas (composición mineral, estructuras sedimentarias, geometría, etc.) que ayudan a reconocer los ambientes sedimentarios o metamórficos, respectivamente, en los que se formó la roca. Algunas

asociaciones de facies permiten caracterizar con bastante precisión el medio sedimentario en el que se formaron, como las facies detríticas fluviales o las turbidítcas de talud continental.

El término facies fue acuñado por el geólogo suizo Amanz Gressly en 1838 y fue parte de su importante contribución a las bases de la estratigrafía moderna, la cual sustituyó a las anteriores nociones de Neptunismo.

Las FACIES es la suma total de caracteres, tales como tipo de roca, contenido mineral, estructuras sedimentarias, rasgos de estratificación, contenido fósil, etc., que caracterizan al sedimento como depositado en un medio determinado. Las facies que se caracterizan por el tipo de roca se denominan litofacies, mientras que las caracterizadas especialmente por su fauna se denominan biofacies. Debe notarse que una litofacies particular puede ser diacrónica y sólo puede detectarse si la evidencia fósil es adecuada. El estudio de la distribución de las facies conduce a la reconstrucción del pasado

En el caso del estudio del registro sedimentario pueden reconocerse diversos enfoques en la definición de una facies, algunos tienen un carácter interpretativo y otro carácter descriptivo y objetivo.

CRITERIOS INTERPRETATIVOS

1.- Facies e interpretación tectónica = TECTOFACIESUna tectofacies consiste en un importante registro (espesor y distribución regional) de sedimentos que se suponen originados bajo un régimen tectónico en particular (por ejemplo tectofacies preorogénicas o flysch, tectofacies sinorogénicas o molasa).

2.- Facies y ambientes sedimentariosConsiste en una sucesión sedimentaria o conjunto de cuerpossedimentarios que se interpretan como acumulados en un determinado ambiente sedimentario (ej. facies fluviales, facies deltaicas, facies de estuario).

3.- Facies y procesos sedimentariosCapa sedimentaria o conjunto de capas que se atribuyen a la acción de un proceso de acumulación (por ejemplo facies de turbiditas, facies de debritas, facies de tidalitas, facies de eolianitas)

La utilidad del concepto de facies radica en que constituye un elemento útil para describir los atributos que poseen las rocas sedimentarias. De este modo, definir facies con criterio interpretativo es metodológicamente incorrecto. Lo apropiado es hacerlo sobre la base de criterios objetivos y descriptivos. A estas facies se las define como facies sedimentarias observacionales

FACIES SEDIMENTARIAS OBSERVACIONALES

Se subdivide en :

Litofacies Biofacies Icnofacies

LITOFACIES

Cuerpo de roca sedimentaria con características específicas. Se puede definir por su color, estructuras, composición, textura, fósiles y arquitectura sedimentaria. Normalmente por una combinación entre estos atributos. Aun cuando su definición se efectúa con un criterio enteramente objetivo, se considera que este cuerpo de roca ha sido formado bajo determinadas condiciones físicas y químicas, y por lo tanto evidencia un proceso sedimentario en particular.

Como reflejan las características físicas y composicionales de los sedimentos y se las define por su:• Litología (textura y composición)• Estructuras sedimentarias• Geometría o arquitectura de los cuerpos

La metodología para la definción de Litofacies Observacionales depende de los siguientes agentes:

TIPO Y CALIDAD DE LAS ROCAS EN ESTUDIO,

TIPO Y CALIDAD DE LOS AFLORAMIENTOS TIEMPO DISPONIBLE OBJETIVOS DEL TRABAJO

BIOFACIES

Unidad de roca que contiene un conjunto de fósiles característicos de un medio particular; por lo tanto, puede haber varias biofacies contemporáneas adyacentes. Se enfoca al estudio de Especies fósiles o fauna restringida a ciertos medios sedimentarios. (Huellas fósiles).

En este tipo de estudio se les denomina: Pistas que no son más que Marcas de Estructuras sedimentarias que resultan de una actividad biológica. Las huellas fósiles comprenden:

(1) Madrigueras y otras excavaciones.

(2) Pistas, rastros, huellas y marcas de apoyo.

(3) Evidencias de la actividad nutritiva que incluye muestras de surcos superficiales dejados por los organimos al buscar comida; p. ej., gastrerópodos.

(4) Residuos fecales.

Cualquiera de estos caracteres ha podido preservarse como calcos o moldes. No se incluyen las marcas originadas por el rodamiento o rebote de conchas sobre sedimentos blandos. (Estructuras sedimentarias).

El estudio de las huellas fósiles ha llegado a tener importancia en los últimos años, particularmente en el campo de la paleoecología. En un ejemplo clásico, en el norte de Irak, las capas Ordovícicas locales se han dividido en tres grupos, basándose en el estudio de las huellas fósiles. (Fósiles y fosilización).

Las huellas fósiles presentan un considerable valor como criterio de polaridad de los estratos. Debe destacarse que las huellas fósiles son fósiles de facies, ya que están restringidas a un medio limitado. Desgraciadamente es infrecuente encontrar el organismo actual responsable de una huella particular.

ICNOFASEAS

Una icnofacies consiste en un conjunto de trazas fósiles que aparecen asociadas en el registro sedimentario, sea en una misma capa o en capas sedimentarias adyacentes. Se asume que esta asociación se ha formado bajo determinados parámetros ambientales. Se denomina icnofacies a una asociación de icnofósiles que aparecen en un mismo sedimento o en sedimentos adyacentes. El término lo acuñó el paleontólogo alemán Adolf Seilacher en la década de 1960 al considerar que se podían relacionar estas asociaciones de icnofósiles con factores paleoambientales y batimétricos. Seilacher definió originariamente seis icnofacies, a las que se fueron añadiendo otras con el paso del tiempo.

En las rocas sedimentarias encontramos una gran cantidad de estructuras formadas por la acción de organismos. Bajo este concepto encontramos:

Bioturbación: Que es la alteración irregular del sedimento por algún organismo.Icnofósiles: Que son estructuras organizadas producto de actividad orgánica