Rocas sedimentarias

Las rocas sedimentarias se originan por transformación de los materiales acumulados durante cualquiera de los procesos de sedimentación.

Los sedimentos, a medida que van quedando tapados por otros nuevos, ven modificadas las condiciones físico-químicas del ambiente en que se depositaron y se alteran, produciéndose entonces una transformación en los minerales integrantes o la precipitación de algunos componentes.

Ejemplo de rocas sedimentarias.

Ejemplo de roca sedimentaria.

Proceso de litificación

Recibe este nombre el conjunto de transformaciones que sufren los sedimentos para dar lugar a las rocas sedimentarias. El proceso de litificación se debe llevar a cabo por alguno de los métodos siguientes:
* Compactación. Es debida a la presión que ejercen los sedimentos acumulados y que provoca en ellos una gran reducción de volumen y la pérdida del agua integrante.
* Cementación. Cuando los materiales depositados son gránulos sueltos (arena) y a través de ellos circula agua, resulta habitual que ésta lleve en disolución algún compuesto químico que, al precipitar, funciona como un «cemento» para las partículas sueltas, dando lugar a su agregación.
* Diagénesis. Proceso por el cual se forman nuevos minerales a partir de los que ya integraban los sedimentos, como consecuencia de la exposición a unas nuevas condiciones físico-qu ímicas con las que no se hallan en equilibrio.
* Metasomatismo. Reemplazamiento de un mineral por otro de composición diferente, como consecuencia de una reacción química con el medio circundante.

Clasificación de las rocas sedimentarias

Resulta difícil efectuar una clasificación de este tipo de rocas ya que la mayoría de ellas se han formado por la combinación de varios procesos. La que se menciona a continuación está basada en el orden de separación de los productos residuales durante la diferenciación geoquímica sedimentaria.

* Detríticas: formadas por acumulación de fragmentos de minerales y rocas ya existentes y que no han sufrido ninguna transformación química o alguna, pero muy parcial.
* Arcillosas: formadas por acúmulo de partículas minerales arcillosas que a su vez se han originado por alteración de minerales ya existentes.
* Carbonatadas: formadas por precipitación química y bioquímica de carbonatos cálcico y magnésico disueltos en agua.
* Fosfatadas: relacionadas con las anteriores, pero el precipitado que se forma es de fosfato cálcico.
* Evaporitas: formadas por evaporación de sales disueltas en el agua, principalmente sulfatos y cloruros.
* Ferruginosas: integradas por minerales oxidados de hierro que se han formado por precipitación química o bioquímica.
* Orgánicas: formadas por la transformación de residuos orgánicos acumulados en grandes cantidades.

Rocas detríticas

Formadas por materiales provenientes de una rápida destrucción mecánica y débil alteración química, por lo que los fragmentos tienen la misma composición que el producto inicial. Este tipo de rocas se clasifica según el «grano» o tamaño medio de los fragmentos que las componen.
* Conglomerados: formados por la cementación de gravas (fragmentos con más de 4 mm. de diámetro). Se originan en condiciones de erosión intensa y transporte muy rápido.
Pudingas: conglomerados de origen fluvial o costero con los fragmentos bien rodados.
Brechas: conglomerados integrados por fragmentos de cantos muy angulosos.
Tillitas: conglomerados de origen glaciar integrados por fragmentos de muy diversos tamaños.

* Areniscas: rocas detríticas formadas por la cementación de arenas (partículas con menos de 4 mm. de diámetro). Se clasifican atendiendo a la composición mineralógica de los fragmentos y a la naturaleza del cemento que los une.
Grauvacas: areniscas integradas por fragmentos de rocas ya existentes, con granos muy poco rodados y unidos por un cemento de origen arcilloso.
Arcosas: areniscas integradas por granos de cuarzo, feldespatos muy poco alterados y, a veces, laminillas de mica. El cemento que los une es calcáreo.
Areniscas silíceas: integradas casi exclusivamente por granos de cuarzo unidos por un cemento silíceo o arcilloso.

Rocas arcillosas

Son el resultado de la alteración de rocas preexistentes en las que el contenido en minerales alumínicos es elevado. El proceso de alteración puede avanzar lentamente, por lo que los minerales arcillosos originados permanecen en el mismo emplazamiento en que se produjeron, dando lugar a depósitos de arcillas residuales. Las partículas más pequeñas de estos depósitos pueden ser arrastradas por el agua y posteriormente depositadas, ori ginando unos nuevos depósitos de arcillas sedimentarias.

* Arcillas caolínicas: originadas principalmente en zonas continentales por alteración de rocas con abundante proporción de feldespatos. Pueden formar depósitos residuales o sedimenta rios. Las de mayor pureza en su composición reciben el nombre de caolín.

* Arcillas montmorilloníticas: fundamentalmente son productos de la alteración de materiales de procedencia volcánica por las aguas marinas o por aguas profundas de origen hidrotermal. El mineral arcilloso más abundante en ellas es la montmorillonita.

* Arcillas impuras: rocas mixtas que se presentan en capas intercaladas con otros materiales, como caliza o arena, formados durante el mismo ciclo de sedimentación. Entre ellas las más abundantes son las margas (mezcla de calizas y arcillas).

* Diatomitas: rocas silíceas con proporciones variables de arcilla y carbonato cálcico y en las que entran a formar parte gran cantidad de caparazones de diatomeas (algas microscópicas unicelulares). Las diatomitas típicas también se conocen con el nombre de «trípoli» o «harina fósil».

* Loess: depósito pulverulento de origen eólico y naturaleza silíceomargosa que se deposita formando una capa uniforme en extensas zonas de clima húmedo. Está compuesta por un 50-60 por 100 de cuarzo, hasta un 20 por 100 de feldespato, un 5-lO por 100 de calcita y micas, constituyendo el resto la fracción arcillosa.

Rocas carbonatadas

Se originan por la precipitación del carbonato cálcico (casi siempre en forma de calcita) y del carbonato cálcico magnésico (dolomita). Las rocas sedimentarias a las que dan lugar se conocen con los nombres de calizas y dolomías, respectivamente.

* Creta: caliza blanca y poco compacta formada en su mayor parte por caparazones de foraminíferos.

* Calizas conchíferas o lumaquelas: formadas por la acumulación de conchas o caparazones de animales marinos, principalmente Moluscos, Braquiópodos, Equinodermos y ciertos Foraminíferos (como los Nummulites de la era Terciaria).

* Calizas biohérmicas: procedentes de la acumulación de los esqueletos calcáreos de los corales y algas que componen los arrecifes.

* Calizas oolíticas: formadas por pequeños gránulos de calcita dispuestos alrededor de un núcleo, que bien puede ser un grano de arena o un fragmento orgánico. Este tipo de calizas siempre se forman en mares cálidos y poco profundos.

* Calizas margosas. rocas en las que el carbonato cálcico se encuentra asociado con cantidades variables de arcilla.

* Calizas travertínicas: formadas por depósito del carbonato cálcico al desprenderse el anhídrido carbónico. En las tobas este depósito se realiza sobre los vegetales subacuáticos al tomar éstos el anhídrido carbónico disuelto en el agua para realizar la función clorofílica.

* Dolomías: rocas carbonatadas formadas por el mineral llamado dolomita (carbonato cálcico-magnésico). Cuando las pro porciones de este mineral son reducidas, la roca se denomina caliza magnesiana o caliza dolomítica.

Rocas fosfatadas

Son rocas sedimentarias que llevan asociado fosfato tricálcico procedente de la acumulación de restos esqueléticos y excrementos de vertebrados. El fosfato tricálcico suele sustituir al carbonato cálcico, originando calizas fosfatadas o acumulándose en forma de nódulos de fosforita en las rocas
detríticas.

Rocas evaporitas o salinas

Estan formadas principalmente por sulfatos y cloruros alcalinos o alcalinotérreos que se depositan al evaporarse el agua del mar o de la laguna que los contenía. No todas las sales precipitan al mismo tiempo, sino que el depósito salino se realiza en tres fases: primero se deposita el carbonato cálcico; al ir aumentando la densidad del agua lo hacen los sulfatos (en forma de yeso o anhidrita), y, por último, los cloruros, siendo de éstos los primeros los de sodio (sal común) y depositándose
posteriormente los complejos de potasio y magnesio.

Para que un yacimiento salino se conserve es imprescindible que quede cubierto por rocas arcillosas impermeables que evitarán una disolución posterior.

Rocas ferruginosas

Son las que contienen algún compuesto de hierro, principalmente en forma de óxido, y se distinguen muy bien porque proporcionan coloraciones amarillentas, rojizas, pardas o verdosas. Estos compuestos de hierro suelen incorporarse a las rocas sedimentarias detríticas o calizas después de haber sido transportados por las aguas continentales en forma de óxido férrico coloidal, estabilizado por la presencia de ciertos ácidos orgánicos; la precipitación se realiza cuando por alguna alteración en las condiciones físicas del transporte se rompe el equilibrio químico.

El proceso descrito es el más común para las rocas ferruginosas, pero también pueden considerarse dentro de ellas dos formaciones especiales:

* Hierro oolítico: son pequeñas esferitas de óxido férrico y siderita depositados en capas concéntricas alrededor de un núcleo de sílice o calcita. Su formación parece ser debida a bacterias ferruginosas que provocaron su precipitación en aguas marinas someras.

* Hierro de los pantanos: son depósitos de hidróxidos de hierro que se encuentran en lagunas interiores de regiones con clima frío y que se forman a partir del bicarbonato ferroso que llevan en disolución las aguas continentales.

Rocas orgánicas

Son aquellas en cuya formación intervienen directamente los seres vivos, tanto animales como vegetales, y que están formadas por materia orgánica transformada químicamente gracias a la acción de bacterias anaerobias.

* Carbones minerales: se originan por transformación anaerobia de los restos vegetales acumulados en el fondo de pantanos, lagunas o deltas fluviales. La actuación de las bacterias anaerobias se centra principalmente sobre la celulosa y la lignina, descomponiendo estos hidratos de carbono en dióxido de carbono y metano, que se desprenden, y en carbono libre que queda como sedimento. Este se recubre posteriormente con sedimentos detríticos. Dependiendo del contenido en carbono del depósito y de la época de formación, se distinguen los siguientes tipos de carbones minerales:
Turba: carbón pardusco, esponjoso y muy ligero en el que todavía se pueden apreciar restos de los vegetales que lo han formado. Su contenido en carbono es únicamente del 60 por 100 y su formación ha tenido lugar desde finales de la era Terciaria a la actualidad.
Lignito: carbón pardusco y poco compacto en el que todavía se puede reconocer la estructura de la madera y de otros restos vegetales. Su contenido en carbono está entre el 60 y 75 por 100 y su proceso de formación tuvo lugar en el período Cretácico de la era Secundaria y en la era Terciaria, a partir de restos de bosques de coníferas acumulados en las desembocaduras de los ríos.
Hulla: carbón típico con una riqueza entre el 75 y 80 por 100, originado en los períodos Carbonífero y Pérmico de la era Primaria, a partir de los grandes bosques de helechos arborescentes que se desarrollaron en regiones pantanosas de clima húmedo y templado. Por destilación de la hulla se obtiene el gas del alumbrado y el carbón de coque.
Antracita: carbón muy duro y compacto, que arde con dificultad y que se origina a partir de la hulla por metamorfismo o un mayor proceso de litificación. Su contenido en carbono es de hasta un 95 por 100.
Grafito: carbón puro que a veces forma una delgada capa sobre los restos vegetales fósiles.

* Hidrocarburos naturales: se encuentran combinados formando el petróleo. Este es un líquido oleaginoso, de color oscuro, olor acre y densidad inferior a la del agua. Está compuesto en su mayor parte por hidrocarburos líquidos en los que se encuentran disueltos hidrocarburos sólidos (asfaltos y betunes) y gaseosos (metano, butano y acetileno); también contiene pequeñas proporciones de nitrógeno, azufre, oxígeno, colesterina, porfirinas, vanadio, níquel, cobalto y molibdeno.

El petróleo se origina a partir de acumulaciones de plancton marino que sufre transformaciones, semejantes a la carbonización, por bacterias anaerobias, y que dan lugar a una materia deno minada sapropel y posteriormente a la mezcla de hirocarburos típica del petróleo. Esta formación de hidrocarburos suele tener lugar al mismo tiempo que el proceso de sedimentación de arenas y arcillas que se transformarán en areniscas y margas y quedarán impregnadas por el petróleo, dando lugar a las «rocas madre» de éste.

Cuando las «rocas madre» sufren presiones orogénicas o simplemente quedan sometidas a una mayor presión al hundirse los sedimentos, el petróleo migra hasta encontrarse con rocas im permeables que impiden su avance y se acumula en el subsuelo, dando lugar a los verdaderos yacimientos petrolíferos. En éstos los hidrocaburos gaseosos se acumulan en la parte superior; después se encuentra el petróleo y por debajo de él aparecen rocas impregnadas de agua salada que son restos del agua de mar que contenían las «rocas madre» cuando se formó el sapropel.

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