Rocas Sedimentarias

Introducción

Las Rocas Sedimentarias (RS) se forman a partir de la acumulación de materiales provenientes de la destrucción, disolución o descomposición de rocas preexistentes. Este proceso se lleva a cabo mediante la acción de procesos externos o exógenos que ocurren en la superficie terrestre.

Meteorización

La meteorización es el proceso de desintegración o disolución in situ de rocas preexistentes. Se distinguen tres tipos principales de meteorización:

Meteorización Física

Se produce debido a la acción del agua y las variaciones térmicas. El agua se aloja en las microfisuras de la roca, se congela y se descongela a causa de los cambios de temperatura, provocando la fragmentación de la roca.

Meteorización Química

Los minerales de las rocas, al formarse en condiciones de temperatura y presión diferentes a las de la superficie, reaccionan químicamente con el medio ambiente. Como resultado, se forma un detrito sólido y algunas sustancias se disuelven en el agua. Los procesos químicos más comunes son la hidratación, la oxidación y la carbonatación.

Meteorización Biológica

Combina la acción física y química sobre las rocas. Intervienen la acción mecánica de raíces y animales excavadores, los ácidos orgánicos y la alteración del ambiente causada por el hombre.

Transporte

Los agentes de transporte (agua, viento, hielo) arrancan y transportan las partículas meteorizadas. Los detritos sólidos pueden ser transportados por:

• Tracción: Las partículas son arrastradas por el fondo o ruedan sobre sí mismas.
• Saltación: Las partículas avanzan en una serie de saltos cortos.
• Suspensión: Las partículas «flotan» en el agente de transporte.

Las sustancias solubles son transportadas en solución por el agua. Se definen los siguientes conceptos:

• Carga: Masa de detritos transportada por el agente.
• Capacidad de carga: Máxima masa que puede transportar un agente (proporcional a la velocidad de la corriente, excepto para el hielo).
• Competencia: Tamaño máximo de partícula que puede transportar un agente (relacionada con la velocidad de la corriente y la viscosidad del medio).

Principales agentes de transporte:

• Agua: Transporta por tracción, saltación, suspensión y solución. Su capacidad de carga y competencia dependen de la velocidad de la corriente.
• Aire: Transporta por suspensión y a veces por saltación. Tiene mayor capacidad de carga que el agua, pero poca competencia.
• Hielo: Transporta por tracción y suspensión. Es el agente de mayor competencia debido a su viscosidad.

Depositación o Sedimentación

El detrito se deposita en zonas bajas cuando los agentes de transporte pierden la capacidad de transportarlo. Estas zonas de acumulación se llaman cuencas sedimentarias. El agregado de partículas sueltas depositado se denomina sedimento. La sedimentación puede ocurrir por:

• Decantación: Del material sólido en suspensión.
• Precipitación química: De sustancias en solución.
• Evaporación: De cuerpos de agua con sales en solución.
• Floculación: De suspensiones coloidales.

Diagénesis

La diagénesis es el conjunto de cambios físicos y químicos que sufre un sedimento desde su depositación hasta su consolidación y endurecimiento (litificación). Los procesos que intervienen en la diagénesis son:

• Compactación: Reducción del volumen del sedimento por la presión de otros sedimentos.
• Cementación: Unión de las partículas por precipitación química de sustancias disueltas.
• Recristalización: Crecimiento de algunas partículas a expensas de la disolución de otras.
• Disolución diferencial: Disolución de los bordes de los granos debido a la presión.
• Reemplazo: Sustitución de minerales por otros.
• Autigénesis: Formación de nuevos minerales por reacción entre los minerales existentes y las sustancias disueltas.

Erosión

La erosión es el proceso de desgaste y remoción de material rocoso por los agentes de transporte. Es un proceso dinámico que implica la meteorización y el transporte. La erosión es antagónica a la sedimentación, ya que la primera desgasta las partes altas del relieve, mientras que la segunda rellena las depresiones. Ambos procesos contribuyen a la nivelación de la superficie terrestre.

Clasificación de las Rocas Sedimentarias

Rocas Clásticas o Detríticas

Provienen de la desintegración de rocas preexistentes. Su textura se refiere a la forma, tamaño y relaciones entre sus componentes:

• Clastos: Fragmentos de roca de cualquier tamaño, forma o composición. Pueden ser epiclastos (de otras rocas), piroclastos (de actividad volcánica) o cataclastos (de la destrucción de rocas por fallamiento).
• Matriz: Material fino que ocupa los intersticios entre los clastos y actúa como ligante.

Desde el punto de vista petrolero, las rocas clásticas son importantes como rocas reservorio (ej. areniscas) y rocas sello (ej. pelitas).

Selección

La selección se refiere a la separación de los clastos según su tamaño. Una roca bien seleccionada tiene clastos de pocos tamaños. El agente que mejor selecciona es el viento y el peor es el hielo.

Madurez

La madurez se refiere al estado de evolución de la roca. Puede ser:

• Textural: Se refiere a la redondez y selección de los clastos.
• Composicional: Se refiere a los minerales que componen la roca.

Rocas Químicas

Formadas por materiales transportados en solución y precipitados a partir de esas soluciones. Comprenden también las rocas bioquímicas u organógenas, formadas por restos de organismos. Se clasifican en:

• Químicas autóctonas:
  • Bioquímicas: caliza coquinoide, caliza estromatolítica.
  • Químicas: tufa, travertino, ónice calcáreo, tosca.
• Alóctonas:
  • Calcirruditas: coquina.
  • Calcarenitas: caliza oolítica, caliza microcoquina.
  • Calcipelita.
• Metasomáticas: Dolomías.
• Sedimentarias silíceas:
  • Bioquímicas: radiolaritas, diatomitas.
  • Químicas: ftanitas.

Ambientes Sedimentarios

Un ambiente sedimentario es un ámbito geográfico caracterizado por una combinación de factores físicos, biológicos y sedimentológicos. Se clasifican en:

Ambientes Continentales

• Terrestres:
  • Desértico: Escasas precipitaciones, clima seco y frío. Predomina la meteorización, el transporte eólico y la acumulación subaérea.
  • Glaciario: El hielo es el principal agente. Propio de regiones polares o de alta montaña.
• Acuáticos:
  • Fluvial: Ambiente propio de los ríos. Los sedimentos son variados en tamaño de grano y estratificación.
  • Palustre: Ambiente de pantanos y lagunas. Sedimentos de grano fino (pelitas) con abundante materia orgánica.
  • Lacustre: Ambiente propio de los lagos. Sedimentos de grano fino, bien estratificados, con materia orgánica y depósitos químicos.
• Mixtos:
  • Litoral: Ambiente propio de la costa (playas, albuferas, deltas, estuarios, rías, fiordos).

Ambiente Marino

• Nerítico: Plataforma continental.
• Batial: Talud continental.
• Abisal: Llanuras abisales.

Geología Estructural

La geología estructural estudia la estructura y desarrollo de la corteza terrestre, en relación con las deformaciones que en ella tienen lugar. Las estructuras geológicas pueden ser primarias (formadas al mismo tiempo que la roca) o secundarias (formadas por deformaciones posteriores).

Pliegues

Un pliegue es una deformación de las rocas, generalmente sedimentarias, en la que los estratos se curvan formando ondulaciones. Se originan por esfuerzos de compresión.

Fallas

Una falla es una fractura en la roca a lo largo de la cual se ha producido un desplazamiento relativo de los bloques. El movimiento se produce sobre el plano de falla.

Partes de una falla:

• Techo: Bloque que se ubica por encima del plano de falla.
• Piso: Bloque que se encuentra por debajo del plano de falla.
• Rechazo: Movimiento relativo de un bloque respecto al otro (vertical u horizontal).

Tipos de fallas:

• Directas o gravitacionales: El techo desciende con respecto al piso. Implican un alargamiento de la corteza.
• Inversas o de empuje: El techo asciende con respecto al piso. Implican un acortamiento de la corteza.
• Transformantes o transcurrentes: Desplazamiento horizontal de los bloques.

Diaclasas

Las diaclasas son planos de fracturación en la roca sin desplazamiento visible. El movimiento es perpendicular al plano de la diaclasa.

Trampas Petrolíferas

Una trampa es un yacimiento cerrado conformado por una roca almacén (roca reservorio) completamente rodeada por una roca impermeable (roca sello).

Trampas vacías

Es común encontrar trampas vacías (llenas de agua) debido a diversas causas:

1. No existió materia orgánica.
2. No hubo generación de petróleo.
3. El petróleo no alcanzó la trampa.
4. El petróleo se escapó.
5. Destrucción del petróleo.
6. La trampa se formó demasiado tarde.

Clasificación de las trampas

• Estructurales: Formadas por deformaciones de la roca reservorio (pliegues, fallas).
• Estratigráficas: Formadas por variaciones en la estratigrafía o litología de la roca reservorio.
• Combinadas: Combinan elementos estructurales y estratigráficos.

Mapas

Mapa Topográfico

Representa la morfología del terreno en una proyección horizontal. Se representan relieves, redes de drenaje, cuerpos de agua, obras realizadas por el hombre, etc.

Escala

Relación entre la distancia en el mapa y la distancia en el terreno. Puede ser numérica o gráfica.

Cota

Distancia vertical entre un punto del terreno y el nivel del mar (cota cero).

Curvas de Nivel

Líneas que unen puntos de igual cota. Pueden ser principales, intermedias o auxiliares.

Interpolación

Método para determinar la cota de un punto entre dos curvas de nivel.

Equidistancia

Distancia vertical entre dos curvas de nivel consecutivas.

Propiedades de las curvas de nivel:

• Son cerradas.
• No se cortan entre sí.
• Son paralelas si la pendiente es uniforme.
• Se flexionan en forma de V al cruzar un cauce fluvial.

Mapa Geológico

Representación en un plano horizontal de las características geológicas de una región. Se representan afloramientos de rocas, rumbo e inclinación de estratos, fallas, pliegues, etc.

Perfil Topográfico

Intersección de la superficie del terreno con un plano vertical. Tiene una escala horizontal y una vertical.

Perfil Geológico

Sección vertical que muestra la disposición de las rocas en el subsuelo. Se construye a partir de un mapa geológico o de datos de perforaciones.

Mapa Estructural

Mapa del subsuelo referido a un horizonte que se encuentra a cierta profundidad.

Facies Litológicas

Conjunto de caracteres litológicos y paleontológicos que presenta un depósito sedimentario. Se distinguen:

• Litofacies: Caracteres petrográficos de una facies.
• Biofacies: Caracteres paleontológicos de una facies.

Usos de las facies litológicas:

• Mostrar la distribución regional de las facies.
• Reconstruir la evolución de una zona a lo largo del tiempo.
• Interpretar los ambientes sedimentarios del pasado.

Mapas Isolíticos

Mapas que reflejan las variaciones en el espesor de una facies litológica.

Rumbo e Inclinación de Estratos

Línea de Rumbo

Línea formada por la intersección del plano del estrato con el plano horizontal.

Rumbo

Ángulo horizontal entre la línea de rumbo y el norte magnético.

Inclinación de un plano

Ángulo vertical máximo entre el plano del estrato y un plano horizontal. Se mide perpendicular al rumbo.

Buzamiento de un pliegue

Ángulo vertical entre el eje del pliegue y un plano horizontal.

Escala Granulométrica de Udden Wentworth

Escala para la clasificación de sedimentos y rocas sedimentarias clásticas según el tamaño de los clastos.

Clasificación de Rocas Piroclásticas

Clasificación de rocas piroclásticas según el tamaño de los clastos.

Conclusión

El estudio de las rocas sedimentarias es fundamental para comprender la historia geológica de la Tierra, la formación de yacimientos minerales y de hidrocarburos, y la evolución de los ambientes sedimentarios. Los mapas geológicos y los perfiles son herramientas esenciales para la representación e interpretación de la información geológica.