Ambientes de Depósito de Carbonatos

Los carbonatos son rocas sedimentarias formadas principalmente por minerales de carbonato, como la calcita (carbonato de calcio) y la dolomita (carbonato de calcio y magnesio). Se originan por la acumulación de granos esqueletales o la precipitación química en diversos ambientes de depósito.

• Estos se originan por granos esqueletales o la precipitación en ambientes de depósito.
• Más del 90% o más de los carbonatos se encuentran en ambientes marinos y son de origen biogénico.

Principio de Sorby

• Son bióticamente controlados (esqueletos de organismos autotróficos y heterotróficos), los cuales determinan la composición, localización y momento de la producción de carbonatos.
• La distribución y frecuencia de los organismos productores de carbonatos dependen fuertemente de los factores ambientales, como la luz, temperatura del agua y de la afluencia sedimentaria.

Sedimentos Carbonatados Originados en Tierra y Mar

Se forman de tres maneras:

• En el continente, dentro de un área transicional entre tierra y mar.
• En el mar poco profundo.
• En el mar profundo.

Hoy solamente cerca del 10% de la producción de carbonatos marinos está en mares poco profundos. El 90% de esta producción de carbonatos modernos está relacionado al depósito de plancton calcítico en el mar profundo.

Clasificación de Ambientes Marinos

• Béntico.
• Fondo oceánico.

• 

  Pelágico.

Límites de Niveles

Los límites inferiores y superiores de las mareas (control de la distribución de organismos), (2) la base de la zona fótica (control de la distribución de organismos fototróficos dependientes de la luz), (3) la base de la zona de abrasión por oleaje (encima de la cual las corrientes de fondo y la acción del oleaje pueden conducir a la erosión y cementación), (4) la base de la acción de tormentas en el fondo marino, (5) la zona de O2 mínimo, (6) la termoclina (la capa de agua que es demasiado fría para los organismos productores de carbonatos) y (7) la picnoclina (la capa de agua donde la salinidad es demasiado alta para la mayoría de organismos).

Zonaciones Verticales

• (1) Zona costera sublitoral (arriba de la alta marea, corresponde a la zona supramareal).
• (2) Litoral (entre la alta y baja marea, idéntica a la zona intermareal).
• (3) Sublitoral (debajo de la baja marea, corresponde a la mayor parte de la plataforma continental).
• (4) Batial (aproximadamente igual al talud continental).
• (5) Abisal (correspondiente a los planos abisales).
• (6) La zona hadal (trincheras del mar profundo). La sedimentación de los carbonatos modernos toma lugar dentro del rango de zona 1 a partes de la zona 5.

Carbonatos No Marinos y sus Ambientes

Estos carbonatos se forman en ambientes terrestres subaéreamente expuestos y en ambientes acuáticos sumergidos.

Carbonatos Pedogénicos, Paleosuelos y Caliche

El término pedogénico se refiere a la génesis de suelo. Los carbonatos más pedogénicos se forman dentro de suelos ricos en carbonato de calcio. El término paleosol describe a “horizontes de suelo enterrados en el pasado geológico.

Clasificación de las Calcretas

• Por su morfología y ambiente hidrológico.
• Calcretas alfa: con microfábricas pseudonodulares, microesparita y crecimiento de cristales de calcita.
• Calcretas beta: microfábricas biogénicas (hongos).
• Calcretas Pedogénicas: Derivadas de la percolación vertical del agua en perfiles de suelo desarrollados.
• Calcretas no pedogénicas: derivadas de la migración lateral del agua subterránea.
• Por su contenido de dolomita.

Factores Críticos en la Formación de Caliche

• Clima.
• Topografía
• Vegetación
• Presencia de carbonato o fases oxálicas.
• Contenido de carbonato, textura, porosidad y permeabilidad del sustrato.
• Acción de microorganismos.
• Tiempo de exposición.

Carbonatos Palustres

• Se depositan en ambientes de agua dulce somera.
• Son depósitos de near-shore de lagos extremadamente someros y líneas de costa densamente pobladas de vegetación.
• Las fluctuaciones del nivel del agua dan resultado de facies lacustres interestratificadas (se caracteriza por fósiles específicos).
• Y facies pedogénicas.

Travertino, Tufa Calcárea y Sinter Calcáreo

• El travertino y la tufa son carbonatos de agua dulce formados como resultado de la desgasificación física o bioquímica de CO2 y precipitan junto con y sobre cianobacterias, bacterias y algas.
• Las cianobacterias, bacterias y algas pueden precipitar calcita y aragonito formando travertino microbiano.
• El término travertino está restringido a ambientes no marinos, capas de carbonatos autóctonas depositadas en ambientes termales y comúnmente exhiben fábricas tupidas.
• Tufa: se refiere a carbonatos porosos, formados en ambientes no marinos de aguas frías, es controlado fuertemente por plantas.

Fitotermas

• Es tufa calcárea controlada por plantas de agua dulce, formada en sistemas de ríos.
• Las fitotermas de sistemas de ríos están caracterizadas por un rápido crecimiento en aguas frías y agitadas.
• Contienen faunas como ostrácodos, gasterópodos, raramente bivalvos y crustáceos.

Carbonatos Lacustres

• Son un tipo de carbonatos terrestres depositados dentro de un lago o en las líneas de costa de un lago.
• Las aguas de los lagos tienden a presentar estratificaciones permanentes o temporales:
• Las estratificaciones permanentes se dan en climas tropicales en lagos en los cuales sus fondos son altamente salinos, sus fondos están agotados de nutrientes y oxígeno, de esto resulta una acumulación de lodos laminados ricos en materia orgánica.

La estratificación temporal es común en climas templados. Estos se caracterizan por fondos con alto oxígeno y alta producción biogénica por temporadas. La fina laminación es causada por la precipitación temporal de carbonatos o flujos periódicos de sedimentos dentro de lagos, característica común en lagos de agua salada.

Los carbonatos de lagos de agua dulce resultan de:

• La remoción de CO2 por fotosíntesis de plantas; menos común por cambios en temperatura, evaporación de masas de agua.
• Depósito de “sedimentos de algas” granos cubiertos de algas en partes someras de la zona litoral y acumulación de conchas de carbonato.
• Crecimiento de biohermas estromatolíticos o “arrecifes de algas.
• Entrada de partículas de carbonato alóctono derivado del drenaje de la cuenca y depositado por flujos de detritos y corrientes turbidíticas en las partes profundas de los lagos.
• Temprana precipitación diagenéticas de carbonatos.

Ambientes Perimariales

Los carbonatos perimariales son sedimentos formados “alrededor de mareas” e incluyen depósitos formados en áreas supramareales, intermareales y submareales someras. Este término describe la sedimentación en zonas de marea de baja energía, especialmente en planicies mareales. Se definen 10 características básicas que caracterizan al depósito de planicies mareales.

1. Los carbonatos de planicies mareales aparecen en ambientes que están protegidos de las olas de mar abierto.
2. La fisiografía básica del sistema de planicies mareales está determinado por la escala de los rangos de las mareas.
3. Las planicies mareales son subdivididas dentro de 3 zonas depósito-ecológica por las oscilaciones diarias de las mareas.
4. Las planicies mareales son parcialmente marinas y terrestres.
5. Debido al gran número de combinaciones de circulación, salinidad, mareas y clima, se debe tener cuidado al usar solo un modelo que describa los depósitos antiguos de planicies mareales.
6. Las planicies mareales están protegidas por las olas y por lo tanto están en sitios preferenciales para la acumulación de lodos.
7. Los ambientes de aguas templadas, claras y someras son propicias para el crecimiento de algas y matas microbianas las cuales influencian al depósito de carbonatos por enlace, entrampe y precipitación en zonas supramareales e intermareales.
8. Una temprana cementación es crucial en la preservación de las estructuras primarias y sus texturas.
9. Las facies de planicies mareales típicamente aparecen como ciclos apilados, cada uno idealmente compuesto de sucesiones internas hacia lo submareal a lo intermareal y a unidades supramareales.

CARBONATOS TROPICALES Y NO TROPICALES

Zonación latitudinal y criterio de diagnóstico de carbonatos tropicales y no tropicales:

Se establecen 3 zonas biogeográficas paralelas a las latitudes:

• Tropical.
• Templado.
• Polar.

La Termoclina (zona de cambios rápidos de temperatura entre las aguas templadas superficiales y las aguas frías profundas), se encuentra siempre en aguas templadas y se encuentra ausente en zonas polares.

Carbonatos Marino Someros Tropicales y Subtropicales

Carbonatos de talud:

Los ambientes subtropicales productores de carbonato se dividen en dos:

• Bordes de talud (rimmed shelves).
• Taludes abiertos.

Composición de carbonatos marino-someros tropicales y subtropicales:

• Lodos carbonatados poligenéticos y diferentes categorías de granos.
• Los granos incluyen material biogénico (bioclastos detríticos)
• Peloides (granos de lodo calcáreo del tamaño de arenas)
• Ooides, oncoides, rhodoides.
• Grapestones (agregados aglutinados de partículas del tamaño de arenas.

Arrecifes

• Se encuentran en taludes, márgenes de plataforma y rampas.
• No se encuentran en latitudes mayores de 34 grados.
• Se encuentran concentrados en los márgenes occidentales de los océanos.
• Exhiben dos reinos de arrecifes (reino del Caribe e Indo-Pacífico).
• Prefieren las aguas someras en climas tropicales y subtropicales.
• Pueden crecer en zonas restringidas y en océanos abiertos.

En resumen, los mayores controles son:

1. Temperatura del agua de mar.
2. Luz del sol.
3. Profundidad del agua.
4. Nutrientes
5. Entrada de siliciclastos.

Carbonatos de Talud y Arrecife No Tropicales

Los carbonatos modernos de agua templada y fría difieren de los carbonatos tropicales en el tipo de granos esqueletales, mineralogía, diagénesis, isótopos de carbono y oxígeno y en el rango de elementos traza.

Los carbonatos no tropicales y tropicales marino-someros difieren en su escasez del rápido crecimiento calcáreo y ausencia de aragonito (la cual puede favorecer una litificación temprana).

• Los carbonatos no tropicales están controlados principalmente por las corrientes de fondo.
• Se encuentran en latitudes medias a altas en áreas de talud con baja a ausente entrada de clastos.
• La salinidad y temperatura son los mayores controles.

Controles en carbonatos de clima templado.

1. La tasa de disolución de las superficies terrígenas.
2. La temperatura apropiada del agua de mar.
3. La relativa abundancia de biota calcárea.
4. La disponibilidad de nutrientes.
5. Los niveles suficientes de saturación de CaCO3 en el agua de mar.
6. Aguas de alta energía para la acumulación de arenas calcáreas.
7. La tasa de acumulación (menor en taludes de climas templados que en taludes de clima tropicales.)