Procesos de transporte, sedimentación y movilización del detrito

Los clastos, por la meteorización, pueden acumularse donde se han formado o ponerse en movimiento y acumularse en otras zonas por acción de la gravedad o de diferentes agentes geológicos. Procesos gravitacionales de movilización del detrito: los clastos pueden desplazarse pendiente abajo cuando la meteorización los va originando y actúa la gravedad. Esto se ve favorecido por dos factores:

• La inclinación de la pendiente. Si la pendiente es muy abrupta se favorecen desprendimientos de bloques.
• La cantidad de agua que tenga el sustrato geológico. Si los materiales plásticos se humedecen, facilitan esos movimientos.

Procesos erosivos. La erosión evacua grandes volúmenes de materiales, provoca la destrucción de relieves y tiende a transformarlos en llanuras. Los materiales recogidos en un proceso erosivo dejan de ser detrito para convertirse en sedimento.

Procesos de transporte. Los agentes geológicos transportan los sedimentos a grandes distancias. Además, cuando un agente deposita los materiales que transportaba, es frecuente que otro agente los recoja y continúe su transporte. El sedimento que es transportado por una masa de fluido puede viajar en contacto con el fondo o separado de él.

Madurez del sedimento

Maduración textural: si el transporte es largo, los clastos tienden a redondearse; si son pequeños, la madurez textural es alta. Maduración mineralógica: los minerales fácilmente alterables son cada vez más escasos que los minerales más estables.

Procesos de sedimentación

Cuando los agentes geológicos reducen su energía y pierden capacidad de transporte se produce la sedimentación de materiales por distintos mecanismos, entre ellos:

• Decantación: sucede cuando un fluido en movimiento reduce bruscamente su energía y los clastos que transportaba caen.
• Acreción cinética: ocurre si los clastos en movimiento tropiezan con un obstáculo.

Estructuras sedimentarias y facies

Según cada agente geológico existen diversas estructuras sedimentarias:

• Estratificación: disposición en capas de los materiales, separados por planos de estratificación.
• Estratificación y laminación cruzadas: los estratos se depositan horizontalmente, pero en corrientes pueden presentar planos inclinados.
• Ripples: ondulaciones o rizaduras producidas por el oleaje, por corrientes de agua o por el viento.
• Sedimentación gradada: resultado de un proceso de decantación donde el tamaño de grano varía verticalmente.

Facies: conjunto de características que diferencian unos estratos de otros. Dentro de las facies destacan:

• Litofacies: características físicas como color, textura, composición.
• Biofacies: caracteres biológicos y composición faunística o florística.

La diagénesis: transformación de sedimentos en rocas

La diagénesis es la transformación de los sedimentos en rocas sedimentarias. Ocurre en el interior de la corteza terrestre, a partir de cuencas sedimentarias. Aquí la sedimentación se ve favorecida por el hundimiento progresivo del subsuelo, o subsidencia, que mantiene la cuenca como una depresión respecto a las áreas circundantes.

Fases de la diagénesis

1. Sedimentación en cuencas sedimentarias.

   Implica una intensa actividad biológica de bacterias y organismos detritívoros que consumen O2 y producen CO2. El medio se vuelve reductor por la ausencia de oxígeno y ácido por la presencia de dióxido de carbono disuelto.

2. Compactación de las partículas.

   El aumento de presión hace que el volumen de poros disminuya y el agua sea expulsada de ellos. Esto implica pérdida de porosidad y aumento de la densidad de los materiales.

3. Cementación.

   La circulación de agua entre los poros provoca la precipitación de material soluble disuelto en ella. Estos precipitados rellenan los poros y provocan la cementación de la roca. Implica consolidación de fragmentos y fosilización de restos orgánicos.

4. Reacciones entre los minerales de las rocas sedimentarias.

   Bajo nuevas presiones y temperaturas se originan distintos procesos: disolución de minerales como la calcita o las sales; reemplazamiento de unos minerales por otros de distinta composición; y recristalización por aumento del tamaño de los cristales que forman la roca. Esto implica la formación de nuevos minerales, como óxidos de hierro o pirita, y cambios en la estructura cristalina de los minerales.

Formación de minerales y depósitos en ambientes sedimentarios

Los diversos minerales que constituyen las rocas sedimentarias se forman en los yacimientos que se originan en los diferentes ambientes sedimentarios.

Yacimientos de sales

Se originan en cuencas evaporíticas, ambientes sedimentarios marinos o de transición, poco profundos, en los que la intensa evaporación produce la sobresaturación del agua en sulfatos y cloruros y la precipitación de estos. Estos yacimientos contienen rocas como las sales, formadas por cloruros, y los yesos, constituidos por el mineral yeso (sulfato de calcio).

Placeres

Los placeres son yacimientos que se forman en ambientes sedimentarios fluviales o torrenciales en los que una corriente pierde velocidad depositando los minerales más densos, que pueden llegar a acumularse. En los placeres se forman concentraciones de minerales densos y resistentes a la meteorización mecánica, como el oro, la plata, el platino, el diamante, el circón y otros, aunque su origen sea magmático o metamórfico.

Yacimientos de alteración

Se forman por la meteorización de rocas. No son propiamente yacimientos derivados de un proceso de sedimentación. En los yacimientos de alteración se forman óxidos e hidróxidos metálicos (principalmente de hierro) a partir de sulfuros. Muchos de estos minerales obtenidos de rocas sedimentarias son especialmente valiosos por su utilidad industrial.

La fosilización

La fosilización es la mineralización de restos orgánicos que estaban en el sedimento y que pasan a formar parte de las rocas. Durante la diagénesis, la circulación de agua por el interior del sedimento, así como los aumentos de presión y temperatura, producen cambios en los minerales que componen los clastos. Estos cambios afectan también a los restos orgánicos.

Principales cambios durante la fosilización

• Mineralización de estructuras blandas: sustitución del material orgánico original por minerales.
• Reordenación de la estructura molecular: el material orgánico se transforma en otra más estable durante la diagénesis.
• Sustitución de unos minerales por otros: el mineral inicial que forma el fósil puede ser reemplazado por otro distinto.
• Formación de moldes: por disolución o putrefacción de los restos orgánicos mineralizados (por ejemplo conchas o huesos), o incluso de restos no mineralizados (madera, hojas, excrementos), que pueden desaparecer y dejar un hueco con su forma. Si el hueco es rellenado con minerales o sedimento antes de que la presión lo colapse, se formará un molde del resto orgánico. Este proceso de disolución y relleno puede originar tanto moldes internos como externos.

Minerales petrogenéticos en rocas sedimentarias

Los minerales petrogenéticos constituyen las rocas. Los minerales más abundantes en rocas sedimentarias son:

• Cuarzo: debido a su gran estabilidad química y su dureza es el más abundante en sedimentos que han experimentado un largo transporte.
• Minerales de la arcilla: proceden de la alteración química de otros silicatos.
• Carbonatos: la reacción química que expresa la precipitación de carbonato de calcio en el agua es: Ca2+ + 2(HCO3)- <—> H2O + CO2 + CaCO3. Cuando el equilibrio se desplaza hacia la derecha se produce la sedimentación de carbonato de calcio. El principal proceso que desplaza este equilibrio es la extracción de CO2 del agua.

Los dos minerales carbonatados más abundantes son:

• Calcita o carbonato de calcio: por precipitación en medios acuáticos en los que hay un descenso de CO2 disuelto. Es el principal componente de las rocas calizas.
• Dolomita o carbonato de calcio y magnesio: se forma en medios acuáticos de climas áridos por reemplazamiento de parte del calcio por magnesio durante la diagénesis. Es el principal mineral de las rocas llamadas dolomías.

Sulfatos y cloruros: se forman en climas de gran aridez, por precipitación en medios acuáticos poco profundos. El mineral yeso es el principal componente de los yesos, un grupo de rocas que puede contener además un porcentaje de minerales de arcilla. La halita, la silvina y la carnalita son minerales componentes de las rocas llamadas sales. Junto con los yesos, constituyen el grupo de las rocas evaporíticas.