PETROLOGIA SEDIMENTARIA 2020 - UNCUYO

PETROLOGIA SEDIMENTARIA 2020

DOCENTES

LAURA INES LEON

MARIANA RAVIOLO

DIEGO CATTANEO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CUYOFACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES

LICENCIATURA EN GEOLOGÍA

PROCESOS DE TRANSPORTE DE LAS PARTÍCULAS.

COMPORTAMIENTO DE LOS FLUÍDOS

• LAS FORMAS ACTUALES DE LA SUPERFICIE TERRESTRESON EL PRODUCTO DE LA EROSIÓN, TRANSPORTE YDEPOSITACIÓN DE LOS, SEDIMENTOS.

• REALIZADO POR LOS DIFERENTES AGENTES QUEACTÚAN PERMANENTEMENTE SOBRE ELLA.


TRANSPORTE DE SEDIMENTOS

• EL TRANSPORTE DE SEDIMENTOS ES LA CONSECUENCIA DE LAINTERACCIÓN DINÁMICA ENTRE LAS PARTÍCULAS DETRÍTICAS Y ELMOVIMIENTO DE UN FLUÍDO EN UN MEDIO DETERMINADO. (CorralesZarauza et al., 1977)

• EL TRANSPORTE DE SEDIMENTO ES EL NEXO DE UNIÓN ENTRE LOSPROCESOS DINÁMICOS Y LA GEOMORFOLOGÍA RESULTANTE. (Perillo,2003)


PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS

• FLUIDO:

Es una sustancia que puede deformarse continuamente cuando se le aplica una fuerza tangencial a su superficie.


Fluido Ideal:Aquel para el que no existe rozamientofricción entre cualquier par de capas encontacto entre sí o con las pareces delrecipiente que lo contiene y además esincompresible

Fluido Real:Aquel en el que, además de los esfuerzos normales se observan rozamientos internos (esfuerzos tangenciales o de corte)



• Tixotropía es la propiedad de algunos fluidos no newtonianos que muestran un cambio de su viscosidad en el tiempo; cuanto más se someta el fluido a esfuerzos de cizalla, más disminuye su viscosidad. Un fluido tixotrópico es un fluido que tarda un tiempo finito en alcanzar una viscosidad de equilibrio cuando hay un cambio instantáneo en el ritmo de cizalla.

• Sin embargo no existe una definición universal; el término a veces se aplica a los fluidos pseudoplásticos que no muestran una relación viscosidad/tiempo. Es importante tener en cuenta la diferencia entre un fluido tixotrópico y otro pseudoplástico.

• El primero muestra una disminución de la viscosidad a lo largo del tiempo a una velocidad de corte constante, mientras que el último muestra esta disminución al aumentar la velocidad de corte. A los fluidos que exhiben la propiedad opuesta, en la que la agitación a lo largo del tiempo provoca la solidificación, se les llama reopécticos, a veces anti-tixotrópicos, y son mucho menos comunes.


https://es.wikipedia.org/wiki/Fluido_no_newtoniano

https://es.wikipedia.org/wiki/Viscosidad

https://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_cortante

https://es.wikipedia.org/wiki/Reopexia

• Algunos geles y coloides se consideran materiales tixotrópicos, puesmuestran una forma estable en reposo y se tornan fluidos al seragitados. Variedades modernas de recubrimientos alcalinos, de látexy pinturas son materiales por lo general tixotrópicos que no caen dela brocha del pintor pero se pueden aplicar fácil y uniformementepues el gel se licúa cuando se aplica. La salsa de tomate, los yogures ylas arcillas son frecuentemente tixotrópicos.

• Otra de las aplicaciones se encuentra en el área de la salud,especialmente en los tubos para análisis de muestras en donde elobjetivo es separar los componentes celulares de la sangre y el suero,dejando como barrera un gel de estas características, siendoseparados por gradientes de densidad.


https://es.wikipedia.org/wiki/Gel

https://es.wikipedia.org/wiki/Coloide

https://es.wikipedia.org/wiki/Densidad


PSEUDOPLÁSTICOS

• CUANDO EL AGUA CONTIENE GRAN CANTIDAD DE SEDIMENTOS EN SUSPENSIÓN (DEL ORDEN DE 10-20 gr/l O MAS) LA SOLUCIÓN DEJA DE COMPORTARSE COMO UN FLUIDO NEWTONIANO DANDO LUGAR A SUSTANCIAS CONOCIDAS COMO FANGOS FLUIDOS.


PRESIÓN• En cualquier punto de la superficie de un

cuerpo, la componente normal dividida por unidad de área y dirigida hacia el cuerpo se denomina presión


La presión tiene unidades de fuerza sobre área (Newton/m2 = Pascal o Dinas/cm2

DENSIDAD • Cantidad de masa en un determinado volumende un objeto liquido o sólido

Unidades: gr/cm3

VISCOSIDAD• se define como su resistencia al corte. Se

puede decir que es equivalente a la fricción entre dos sólidos en movimiento relativo.

Unidades: gr cm-1 s-1

• Ley de Stokes:

se refiere a la fuerza de fricción experimentada por objetos esféricos moviéndose en el seno de un fluido viscoso en un régimen laminar de bajo número de Reynolds.

• Ley de Impacto:

Si la esfera es demasiado grande para que su velocidad deasentamiento sea regulada por la viscosidad del fluido, la resistencia asu movimiento es proporcional al producto de a densidad de la esfera,el cuadrado de su diámetro y el cuadrado de su velocidad.


• FLUJOS UNIDIRECCIONALES:

• El flujo no es más que la representación del transporte de la masa del fluido desde unpunto a otro del recipiente a una velocidad dada.

• A velocidades bajas, el flujo puede representarse como una serie de láminas que sedeslizan unas sobre otras tal como ocurre en un flujo laminar

• Flujos Laminares: las partículas tienden a seguir trayectorias definidas por las líneasde corriente sin que exista un movimiento transversal de los mismos


• Al incrementar la velocidad las partículas de fluido dejan de moversedentro de esas pseudocapas y comienzan a mezclarse desordenadamentepenetrando en el denominado flujo turbulento, donde se desarrollanvórtices o torbellinos que producen transferencia de masa a través de laslíneas de corriente.


COMPORTAMIENTO DE FLUÍDOS Y DE LAS PARTÍCULAS EN FLUIDOS



FROUDE• El número de Froude (Fr) es un número adimensional que

relaciona el efecto de las fuerzas de inercia y las fuerzas de gravedad que actúan sobre un fluido.




Reynolds

• El número de Reynods relaciona las fuerzas viscosas y la inerciales de un fluido

• Cuando Re <500 las fuerzas viscosas son tan importantes con respecto a las inerciales que todo movimiento aleatorio de las parcelas de agua es eliminado o por lo menos amortiguado: flujo laminar.

• Cuando Re >105 el flujo se transforma en turbulento debido a que la viscosidad es pequeña con respecto a la velocidad del flujo.






FLUJOS OSCILATORIOS



A es la amplitud de la ola, que para este caso en

particular es A = H/2; k es el número de onda (= 2B/L)

siendo L la longitud de onda, y F es la frecuencia

angular de la onda (= 2B/T) con T el

período de la onda. Definimos más estrictamente a L

como la distancia entre dos elementos o puntos

similares de la onda, p.e., entre cresta y cresta o seno

y seno; mientras que el período es el tiempo que

tardan en pasar por un punto fijo dado dos

elementos o puntos similares consecutivos de una

onda. La longitud de onda y el período de la misma

están relacionados entre sí a través de la velocidad de

traslación de la ola (C).

Las olas son perturbaciones de la superficie de un fluidorepresentadas por la energía de esa perturbación que se ve enfunción de su altura.

De esta forma se dirá que cuando una ola se mueve no lo haceel agua sino que es la energía la que se traslada.

Surge entonces que existen dos tipos de olas: las progresivas ylas estacionarias.

Las primeras son casi todas las olas y en ellas se transmite laperturbación a lo largo de la superficie de discontinuidad.

En cambio, en las olas estacionarias la energía está contenidadentro de su longitud de onda y no sufre desplazamientos.

Estas últimas son olas que se encuentran contenidas dentro debordes bien definidos como ser un estuario o lago.



MECANISMOS DE TRANSPORTE



El transporte en masa en seco Estos procesos movilizan suelo y fragmentos rocosos distancias cortas pendiente abajo. Este transporte está sólo regulado por la gravedad y no hay ningún agente que comunique la energía necesaria a los detritos para que estos se desplacen:

Caída. Se incluyen aquí los desprendimientos, un caso es la rotura de acantilados, cuando han sido descalzados por erosión diferencial en la parte inferior y los desplomes, son derrumbes de rocas.

Desplazamientos. Son movimientos de reajuste de rocas sobre superficies planas o curvas. Está favorecido por la presencia de un material favorable para el deslizamiento (arcillas, evaporitas, etc.).

•GRAVEDAD: MECANISMO MÁS SIMPLE DETRANSPORTE DE SEDIMENTO. Ej. Debris Flow (flujo dedetritos)

•AGUA: MECANISMO MAS SIGNIFICATIVO DELTRANSPORTE DE SEDIMENTO. Ej. Flujos de corriente

•VIENTO: LA CAPACIDAD DE TRANSPORTE DEMATERIAL ESTÁ LIMITADO POR LA BAJA DENSIDADDEL VIENTO. TRANSPORTA SEDIMENTOS DE TAMAÑOSARENA O PELITAS A GRANDES DISTANCIAS. Ej Dunaseólicas.



MECANISMOS DE TRANSPORTE DE LA PARTICULA

• ROLIDO: los clastos se mueven por rolido (rodando) a lo largo del fondo delflujo de aire o agua sin contacto alguno con la base de la superficie

• SALTACIÓN: las partículas se mueven en una serie de saltos. Es acarreadaperiódicamente por cortas distancias en el cuerpo del flujo, luego retornanuevamente a la base de la superficie.

• SUSPENSIÓN: la turbulencia del flujo produce suficiente movimiento haciaarriba que permite mantener las partículas en el movimiento del fluido, deforma continua.


La curva superior representa las velocidades críticas necesarias para iniciar el movimiento de las partículas de diferentesdiámetros. Para Partículas de 1 micrón de diámetro requieren velocidades mayores de 100 cm/seg. La velocidad críticadisminuye hasta un valor mínimo de alrededor de 20 cm/seg para diámetros comprendidos Entre 0.1 y 0.5 mm. Para lostamaños mayores la velocidad crítica aumenta nuevamente a más de 100 cm/seg para guijas de 10 cm de diámetro. La líneainclinada inferior o sea la curva de la velocidad de asentamiento expresa las condiciones de velocidad en las cuales unapartícula cae en reposo porque su velocidad de asentamiento sobrepasa al movimiento de la corriente hacia adelante o alefecto de las fluctuaciones transversales. La curva de la velocidad de asentamiento se eleva hacia la derecha y se aproxima ala curva del movimiento inicial en la parte superior derecha de la gráfica. El área situada arriba de la curva superior es elrégimen erosional dentro del cual son puestas en movimiento las partículas. El área situada en la parte inferior es elrégimen de depositación dentro del cual las partículas transportadas pasan al reposo. El área en forma de cuña situadaentre las dos curvas es el régimen de transporte. El transporte continúa mientras la velocidad, con su intensidad y escala deturbulencia implicadas, esté comprendida dentro de los límites de las dos curvas.


• Las partículas transportadas por rolido y saltación son denominadasbedload.

• El material transportado en suspensión se denomina suspended load

❖A bajas velocidades de corriente, en agua, solo las partículas finas(limo fino y arcilla) y partículas de baja densidad, son mantenidas ensuspensión.❖En estas condiciones las partículas de arena son transportadas por

rolido y algunas por saltación.❖Cuando la velocidad del flujo es alta, todas las partículas de limo y

arena fina son mantenidas en suspensión.❖Bajo estas condiciones gránulos y grava son transportados por

saltación y el material grueso por rolido.




Estos procesos son similares tanto paraagua como para el aire. Sólo que por lascaracterísticas de densidad y viscosidaddel aire, los tamaños estarán en funciónde estos parámetros más la velocidad



DINAMICA DEL FLUÍDO Y LÍMITE DE CAPARIPPLES DE CORRIENTELAMINACIÓN CRUZADA


LAMINACIÓN CRUZADA. MIGRACIÓN DE RIPPLES


Graphs of subaqueous rippleand subaqueousdune bedform wavelengthsand heights showing theabsence of overlap betweenripple and dune-scalebedforms. (From Collinson etal. 2006.)

DUNAS



WAVES


Distinguishing wave and current ripples• Distinguishing between wave and current ripples can be critical to the

interpretation of palaeoenvironments.• Wave ripples are formed only in relatively shallow water in the absence of

strong currents, whereas current ripples may form as a result of water flowin any depth in any subaqueous environment.

• These distinctions allow deposits from a shallow lake or lagoon to bedistinguished from offshore or deep marine environments.

• The two different ripple types can be distinguished in the field on the basisof their shapes and geometries. In plan view wave ripples have long,straight to sinuous crests which may bifurcate (divide) whereas currentripples are commonly very sinuous and broken up into short, curved crests.When viewed from the side wave ripples are symmetrical with cross-laminae dipping in both directions either side of the crests. In contrast,current ripples are asymmetrical with cross-laminae dipping only in onedirection, the only exception being climbing ripples which have distinctlyasymmetric dipping laminae.



FLUJOS GRAVITACIONALES




GRAIN FLOW (AVALANCHAS O FLUJO DE GRANOS

• Un flujo de granos es un tipo de flujo de gravedad de sedimento en el que el fluido de soporte, que puede ser aire o agua, actúa solo como lubricante, y los granos dentro del flujo permanecen en suspensión debido a colisiones de grano a grano que generan un presión dispersiva para evitar un mayor asentamiento.

• En una pendiente cualquier flujo de granos resultante consiste en unamultitud de granos capturados sobre el plano de esfuerzo basal. Elequilibrio demanda que los esfuerzos de peso de los granos seanresistidos por un esfuerzo igual y opuesto provenientes de latransferencia de los momentos del grano sobre el plano de corte.


DEBRIS FLOW (FLUJO DE DETRITOS)



CORRIENTES DE TURBIDEZTURBIDITAS

• Las corrientes de turbidez, denominadas también corrientes de densidad, sonmasas de forma de lengua de agua cargada de fragmentos que fluyen pendienteabajo, por debajo de una capa de agua más clara, en virtud de su mayordensidad. Las corrientes de turbidez pueden ser generadas por la descarga deuna corriente lodosa sobre un cuerpo de agua estancada o estática.

• Las corrientes de turbidez son capaces de transportar grandes fragmentos deroca en virtud de su mayor viscosidad. Dentro de la corriente túrbida existe ungradiente vertical de tamaños de partículas, en tal sentido los depósitos dejadospor tales corrientes exhiben estratificación cruzada.

• Las corrientes son generadas por derrumbe a lo largo de pendientes sobre lascuales ocurre sedimentación rápida. Este derrumbe puede ser provocado porsismos o puede ocurrir cuando los depósitos semifluidos se vuelven inestablessobre las superficies inclinadas.

• Los depósitos que dejan estas corrientes de turbidez, se reconocen comoturbiditas.



CORRIENTES TURBIDITICAS DE ALTA DENSIDAD

Proximal to distal changes in the deposits formed byturbidity currents.The lower, coarser parts of the Bouma sequence areonly deposited in the more proximal regions wherethe flow also has a greater tendency to scour intothe underlying beds.

BIBLIOGRAFÍA

• Krumbein, William C y L.L. Sloss. 1969. Estratigrafía y Sedimentación. Editorial Hispanoamericana.

• M.R. Leeder. 1994. Sedimentology: Process and Products. Chapman & Hall. Eds.

• Donald R. Prothero & Fred Shhwab. 2014. Sedimentary. AnIntroduction to sedimentary Rocks and Stratigrapy. Geology. Freeman & Company Eds.

• Richard Selley. 2000. Applied Sedimentology. Academic Press Ed.

• Corrales Zarauza, Inmaculada et al. 1977. Estratigrafía. Editorial Rueda.


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