1. Formación de las rocas sedimentarias

Estoy arando una de las parcelas de secano. Vigilo la labor desde el tractor, de repente observo que el arado ha sacado una piedra blanca bastante grande. Paro el tractor y bajo para ver qué es. Se trata de un fragmento de sal. Muy cerca de aquí hay una zona donde el suelo está lleno de sal como la de la roca que he encontrado. Siempre me he preguntado cuál es su origen y cómo se han formado, pues estamos muy lejos del mar.

Imagen 2. Fuente Kath B bajo licencia Creative Commons.
Fíjate en la siguiente imagen:
Imagen 3. Fuente desconocida bajo licencia Creative Commons.

Se trata de una cuenca sedimentaria, el lugar donde se acumulan los sedimentos en capas horizontales formando las rocas sedimentarias. Las cuencas presentan diferentes condiciones fisicoquímicas (profundidad, pH, salinidad, etc.), biológicas y geológicas que determinan los diferentes ambientes en los que se produce la sedimentación y permiten interpretar como se originaron las rocas.

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Un ambiente sedimentario es el lugar en el que se depositan los sedimentos que forman las rocas sedimentarias en unas condiciones físicas, químicas y biológicas características y definitorias.

Existen dos tipos de cuencas sedimentarias:
  • Continentales. Son depresiones continentales donde se acumulan sedimentos de forma transitoria hasta que son movilizados de nuevo por la acción de las corrientes fluviales.
  • Marinas. Son depresiones en las que se forman la mayor parte de las rocas sedimentarias.
En las cuencas sedimentarias distinguimos diferentes ambientes individualizados que podemos agrupar en tres grandes grupos:
  • Continentales. Aquellos ambientes generados en los continentes por el transporte de sedimentos hacia el mar.
  • De transición. Aquellos ambientes en los que los sedimentos transportados por los ríos se depositan en la zona de costa. Entre los ambientes de transición tenemos las playas y los deltas.
  • Marinos. Aquellos ambientes en los que los sedimentos se depositan dentro de las cuencas sedimentarias marinas. Entre estos distinguimos:

Ambiente litoral. Se localiza en la zona comprendida entre las líneas de marea.

Imagen 4. Fuente S. Richard bajo licencia Creative Commons.


Ambiente nerítico. Se corresponde con la zona de sedimentación de la plataforma continental como la que se muestra en la imagen inferior.

Imagen 5. Fuente nuestromar bajo licencia Creative Commons.

Ambiente pelágico. Se corresponde con el fondo marino como el que se muestra en la imagen inferior.

Imagen 6. Fuente desconocida bajo licencia Creative Commons.

 

Entre los ambientes continentales distinguimos los siguientes:

  • Fluviales.
  • Lacustres.
  • Glaciares.
  • Eólicos.
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Un rasgo distintivo de un ambiente sedimentario eólico sería:
  
Presencia de vegetación.
Corrientes de agua moderadas.
Elevada salinidad.
Velocidad del viento moderada.

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Identifica los diferentes ambientes sedimentarios

  

Diagénesis

En las cuencas sedimentarias se van acumulando los sedimentos nuevos sobre los más antiguos como muestra la imagen inferior. A medida que se van acumulando, se van hundiendo gradualmente con lo que aumenta la presión y la temperatura de las capas inferiores. Los sedimentos se compactan (pierden volumen) con lo que se inicia el proceso de transformación en roca sedimentaria (diagénesis o litificación).

Imagen 7. Fuente M. Carman bajo licencia Creative Commons.

La diagénesis es un proceso complejo que depende de la naturaleza del sedimento y del ambiente donde se produce la sedimentación y está controlado por factores físicos, químicos y biológicos como:

  • La temperatura. La diagénesis se produce en un intervalo de temperatura que no supera los 200 ºC.
  • La Presión. Se considera que hay diagénesis hasta valores de presión litostática inferiores a la existente a 10 Km. de profundidad.
  • El tiempo.
  • Factores químicos como el pH, presencia de oxígeno, sulfuros, etc.
  • Actividad biológica.

Los procesos que se producen en la litificación son:

  • Compactación mecánica.
  • Deshidratación.
  • Cementación.
  • Sustitución de minerales.
  • Neoformación de minerales
  • Recristalización.
Todos estos procesos son simultáneos y determinan el endurecimiento del sedimento.
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La diagénesis o litificación es el conjunto de transformaciones físicas, químicas y biológicas que sufre un sedimento para transformarse en roca sedimentaria.

Compactación y deshidratación

La imagen inferior muestra un sedimento. Como puedes observar está formado por granos de diferente tamaño (arena y cantos).

Imagen 8. Fuente Gio-9 bajo licencia Creative Commons.

Los granos se depositan unos sobre otros dejando entre ellos una serie de huecos o poros que son ocupados por fluidos (agua y aire).

La compactación de un sedimento consiste en la reducción de la porosidad existente entre los granos como consecuencia del enterramiento del sedimento bajo nuevos aportes. Este hecho provoca una disminución del volumen y produce la expulsión de los fluidos presentes en los poros, tal y como muestra el dibujo inferior.

Imagen 9. Fuente Daliborlev bajo licencia Creative Commons.

Los sedimentos de grano grueso presentan menor compactación que los de grano fino.

Cementación

Consiste en la adhesión de las partículas sedimentarias a través de sustancias minerales que precipitan y crecen en los espacios que han quedado durante la compactación. Estas sustancias constituyen el cemento y refuerzan la unión entre los granos aumentando la dureza.

Existen 20 tipos de cementos diferentes. Suelen ser sustancias iónicas (sales) presentes en disolución. Los más comunes son el carbonato cálcico, la dolomita, la limonita el sulfato de calcio, etc.

En algunos casos, como el de las arcillas apenas se produce cementación debido a que los poros son tan pequeños que no existe espacio para que se rellenen con cemento.

Sustitución y neoformación de minerales y recristalización

Fíjate en el dibujo:

Imagen 10. Fuente Javier López bajo licencia Creative Commons.

 

Uno de los efectos de la compactación es la sustitución de unos minerales por otros. Se produce cuando se originan nuevos poros por disolución de algunos minerales arrastrados al eliminarse los fluidos fuera del sedimento. En estos poros (poros secundarios) que se forman en la zona de contacto entre granos se depositan minerales diferentes o nuevos minerales diferentes a los que ya existían. Este proceso ocurre sin cambios en el volumen del sedimento en transformación. Un ejemplo es la formación de Jacintos de Compostela en sedimentos arcillosos en presencia de yesos rojizos.

Además y de forma simultánea a este proceso se originan recristalizaciones de minerales que tras disolverse en el fluido precipitan de nuevo formando cristales de diferente tamaño y/o forma.

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1. La diferencia entre un sedimento y una roca sedimentaria se debe a ...
  
la recristalización.
la neoformación de minerales.
la compactación y cementación.
sólo a la compactación.

Fíjate en la siguiente imagen:

Imagen 11. Fuente beatifulrust bajo licencia Creative Commons.

En algunos ambientes sedimentarios puede producirse el fenómeno de fosilización de estructuras esqueléticas de organismos. Estas estructuras sufren un cambio en su composición inicial por sustitución de sus componentes por otros. En otros casos, y en un ambiente reductor, algunos sedimentos orgánicos se pueden transformar en carbón.