Plataforma Carbonatada-guillermo Fernandez Cruz

8/15/2019 Plataforma Carbonatada-guillermo Fernandez Cruz

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA GEOLÓGICA MINERA Y METALÚRGICA

Escuela Profesional de Geología

1PLATAFORMAS CARBONATADASTRABAJO DOMICILIARIO 2015-2

Estratigrafía (GE-213)

LAS PLATAFORMAS CARBONATADAS

Datos del alumno(s):

Apellidos y nombre: Fernández Cruz Guillermo Código:20124502B

Email: [email protected] Móvil:968268571

Fecha de entrega: 20/11/2015

Profesor: Esteban D. Manrique Zúñiga

Email: [email protected], Móvil: 998 718 646

mailto:[email protected]:[email protected]


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Universidad Nacional de Ingeniería

Facultad de ingeniería Geológica Minera y Metalúrgica

Escuela Profesional de geología


INDICE

RESUMEN ....................... .......................... .......................... ......................... ........................... ........... 3

1.

GENERALIDADES ........................... ......................... .......................... ......................... ............ 4

2.

OBJETIVOS ............................................................................................................................. 5

3.

DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO ............... ......................... .......................... ........................... .. 5

3.1 PLATAFORMAS CARBONATADAS ......................................... ......................... ................ 5

3.2 CONDICIONES DE FORMACION DE LOS CARBONATOS ....................... ........................ 6

3.3 CLASIFICACION DE ROCAS CARBONATADAS ............................. .......................... ....... 7

3.4 ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS ...... ........................... .......................... ........................ 8

3.5 CRITERIOS DE IDENTIFICACIÓN DE AMBIENTES DE DEPOSICIÓN DECARBONATOS ............................................. ......................... .......................... .......... 10

3.6 FACIES DE WILSON Y SECUENCIAS SEDIMENTARIAS ................ .......................... ..... 12

4 Glosario geológico ........................... ......................... .......................... .......................... .............. 14

5 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ................................ .......................... .......................... ......... 16

FIGURAS

Fig1. Modelo de Plataforma carbonatada………..…………………………………………………..…3 Fig2. Perfil de un Ambiente Marino………………..…………………………………………………..…4 Fig3. Distribución mundial de las Plataformas Carbonatadas…..……………………………….…5

Fig4. Depositación de carbonatos……….…………………………………………………………...….6 Fig5. Clasificación según Folk………….…………………………………………………………...……7 Fig6. Clasificación según Dunham…….…………………………………………………………………8 Fig7. Estratificación cruzada……………….……………………………………………………………..9 Fig8. Estilolitas…………………………….………………………………………………………..……….9 Fig9. Caliza nodular ……………………….……………………………………………………..………….9 Fig10. Mar Epeirico………………………………………………………………………………..……….10 Fig11. Perfil de un margen de plataforma………………………………………………………..……11 Fig12. Perfil de una cuenca profunda………………………………………………………………..…12 Fig13. Facies de Wilson……………………………………………………………………………..……12 Fig14. Espeleotema……………………………………………………………………….……………….14

Fig15. Zona Abisal y Hadal…………………………………………………………………………….…14 Fig16. Extraclasto………………………………………………………………………………………….15 Fig17. Sabkas……………………………………………………………………………………………….15

Apéndice Yacimientos de minerales metálicos en rocas carbonatadas……………………………..17


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RESUMEN

En el presente informe se busca profundizar los conocimientos sobre plataformas carbonatadas;primeramente se comenzara definiendo que son los ambientes marinos; así como su división en 2

zonas: Bentónica (Incluye piso o fondo oceánico) y Pelágica (referencia a la porción acuosa de losmares).Enfocándonos en el tema principal del informe podemos definir a las plataformas carbonatadascomo cuerpos sedimentarios que poseen un relieve topográfico; y está compuesto principalmentepor depósitos calcáreos y autigenos. Para un mayor entendimiento de ello es importante tambiénmencionar los principales factores que intervienen en el proceso de formación de los carbonatos;así como conocer los modelos de clasificación de las rocas carbonatadas; conocido todo lo anteriorse puede estudiar los criterios necesarios para la identificación de los ambientes de deposición decarbonatos así como las secuencias verticales características y/o facies características.

Fig1. Modelo de Plataforma carbonatada


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1. GENERALIDADES

Ambientes Marinos

El ambiente marino se divide en dos zonas:

A) La zona bentónica que incluye el piso o fondo oceánico, desde la línea de costa hasta lasprofundidades mayores. Las formas marinas que viven, ya sea fijas al sustrato, deslizándose,como enterradores o nadadores, se les conoce como organismos bentónicos.Dentro de ésta misma, la zona de litoral yace entre la marea alta y baja, la zonade sublitoral sobre la plataforma continental y la zona batial sobre el talud continental; lazona abisal corresponde a las planicies abisales y la hadal a las trincheras.

B) La zona pelágica representa la porción acuosa de los mares. Dentro del ambiente pelágico, lazona nerítica es el cuerpo de agua que cubre desde la zona costera hasta los límites de la

plataforma continental, y la zona oceánica es aquella que está asociada con las profundidadesmayores en las cuencas oceánicas.

Fig2. Perfil de un Ambiente Marino


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2. OBJETIVOS

Describir el proceso de formación de las plataformas carbonatadas

Dar una clasificación generalizada de las rocas carbonatadas.

Describir las secuencias sedimentarias y depósitos características de las plataformascarbonatadas y su interpretación en el análisis de cuencas.

3. DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO

3.1 PLATAFORMAS CARBONATADAS

Una plataforma carbonatada es un cuerpo sedimentario que posee un relieve topográfico; y estácompuesto principalmente por depósitos calcáreos y autigenos.Los diferentes tipos de ambientes donde se lleva a cabo los depósitos carbonatados incluyen:

marinos, lacustres, depósitos de caliche, agua dulce, espeleotemas y carbonatos eólicos.Existen diferencias fundamentales entre los depósitos carbonatados terrígenos y marinos. Mientrasque los terrígenos son producto del intemperismo químico y físico de las rocas preexistentes quehan sido transportados a la cuenca de depósito, los sedimentos carbonatados marinos se derivande una precipitación “in situ” dentro de la misma cuenca. En el ambiente marino hay una producción considerable de carbonato permaneciendo la mayorparte en el lugar donde se precipitó, debido a la presencia de organismos que no solo secretan elCaCO3, sino que también lo utilizan para la construcción de sus conchas o esqueletos.Sin embargo, es importante considerar que parte del sedimento carbonatado producido en elambiente marino, puede llegar a sufrir un cierto transporte por la acción del viento, oleaje,corrientes, etc., ya sea a áreas continentales, al borde de la plataforma o a las profundidades

marinas.

Fig3. Distribución mundial de las Plataformas Carbonatadas


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3.2 CONDICIONES DE FORMACION DE LOS CARBONATOS

Las rocas carbonatadas son rocas que han sido formadas por la litificación de sedimentos ricos en

carbonatos (en proporción mayor a 80%), los cuales han sido depositados a partir de laprecipitación química dentro de una solución acuosa.Entre los principales factores que influyen en el depósito de carbonatos podemos mencionar: Phdel agua; cantidad de gases disueltos; Eh y Temperatura.

El Ph del agua de los ríos es de ligeramente alcalino a ligeramente ácido; mientras que el Phen la superficie del agua del mar tiende a ser casi constante con un valor de 8.3. Cuando el Phdisminuye en el agua de mar, el carbonato de calcio se disuelve, por lo que en aguas cálidas ymares someros la disolución de la aragonita y la calcita por procesos inorgánicos casi no sepresenta.

En lo que respecta a la cantidad de gases disueltos, se ha demostrado que al aumentar la

profundidad, el carbonato de calcio se disuelve ya que la concentración de CO2 aumenta y elPh disminuye, llevándose a cabo dicha acción.

El Eh o potencial redox es una medida relativa de la intensidad de oxidación o reducción ensolución, esto es, la concentración de electrones en una solución. Aunque los procesos deóxido-reducción son comúnmente biológicos, otros son más bien químicos. En los ambientessedimentarios, el Eh y el Ph son interdependientes, por lo que conociendo los límites deestabilidad del agua, se puede trazar en un diagrama el Eh como ordenada y el Ph comoabscisa y mostrar los campos para cada uno de éstos.

La producción de sedimentos carbonatados ocurre típicamente en regiones cálidas, someras yen latitudes bajas; sin embargo, su producción también se puede dar en climas más fríos. Enbase a posiciones latitudinales se reconocen dos grupos dominantes de organismos, mientras

que los tropicales incluyen a los corales y las algas verdes, los de latitudes altas incluyen a losmoluscos y foraminíferos.

Los procesos físicos tales como la fotosíntesis, la respiración, la evaporación, la lluvia y el aportede agua dulce por ríos, afecta la producción de carbonatos. A estos procesos se le agregan lagravedad, el oleaje, las mareas, las corrientes y la bioturbación.

Fig4. Depositación de carbonatos


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3.3 CLASIFICACION DE ROCAS CARBONATADAS

Las rocas carbonatadas pueden ser clasificadas teniendo en cuenta diversos factores. Lasclasificaciones más conocidas son:

Según Folk:

Folk establece una clasificación de calizas teniendo en cuenta las proporciones relativas de los tresconstituyentes básicos: granos (aloquímicos), matriz micrítica y cemento esparítico (ortoquímicos).Diferencia tres tipos básicos de calizas: Aloquímicas (con >10% de granos) Micríticas (con


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Según Dunham

Dunham distingue dos tipos generales de carbonatos (rocas y sedimentos carbonaticos) Los que presentan textura deposicional reconocible Los que presentan textura cristalina, no siendo posible reconocer la textura deposicional.

3.4 ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS

Las calizas están formadas principalmente por partículas del tamaño del lodo (limos y arcillas) yarenas finas, pudiendo llegar a presentarse cierto transporte por corrientes, por lo que es posibleque se originen estructuras sedimentarias muy similares a las desarrolladas en las rocas detríticas,tales como estratificación y laminación paralela, cruzada, gradual y nodular.

La estratificación laminar en las calizas es claramente determinada cuando se llega a observarlos cambios en el tamaño de las partículas biogénicas y lodo carbonatado, o bien cuando laslaminaciones son producidas por crecimientos algáceos, muy común en la zona de intermarea.

La estratificación cruzada en las calizas marinas muestra una distribución bimodal, la cual seconsidera como una expresión en los cambios reversibles de las corrientes de marea,semejantes a la presente en las areniscas en ambientes de intermarea.

Fig6. Clasificación según Dunham


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La estratificación gradual se presenta cuando algunos carbonatos son transportados ydepositados por corrientes de turbidez, lo cual se puede presentar con los extraclastos deorigen terrígeno.

La estratificación nodular es de dos tipos:

Micrítica de depósitos de aguas someras, la cual se considera es originada por la actividadorgánica, desarrollando fósiles traza del tipo Thalassinoides. Es muy común en losdepósitos de intermarea y submarea del Mesozoico.

Micrítica de aguas profundas, comunes en las calizas del Mesozoico y Terciario de los Alpes.

Las estilolitas son estructuras semejantes a suturas que muestran una superficie irregular muyfina dentro de una capa, la cual se caracteriza por una integración de proyecciones y fosetasque embonan de un lado y de otro, comúnmente en forma de zig-zag. El origen de estasestructuras es diagenético por presión-solución en la roca. Las estilolitas varían en tamaño,

desde una fracción de milímetro hasta de 10 a 20 centímetros de longitud. La solubilidadrelativa de los carbonatos permite el desarrollo abundante de estas estructuras dentro de lasrocas carbonatadas.

Fig7. Estratificación cruzadaFig8. Estilolitas

Fig9. Caliza nodular


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3.5 CRITERIOS DE IDENTIFICACIÓN DE AMBIENTES DE DEPOSICIÓN DECARBONATOS

El estudio de ambientes carbonatados se ha basado principalmente en la geología marina que

incluye: procesos del suelo marino, dirección de corrientes de aguas frías y tropicales, tipos dedepósitos que se originan en el mar, etc. Así como en la estratigrafía con la interpretación deambientes sedimentarios antiguos.En general se reconocen tres lugares de acumulación para sedimentos carbonatados, incluyendoel origen de la caliza y la dolomía:

Mares epeiricos

Márgenes de plataforma

Cuencas oceánicas profundas.

MARES EPEIRICOSÉstos de definen como áreas extensas en las partes centrales de los continentes; tales como los

que existieron en el cratón de Norteamérica durante el Paleozoico y el Cretácico.Considerando la gran cantidad de calizas de origen marino, así como su abundancia en fósiles yestructuras primarias, es probable que la profundidad máxima de estos mares no fue más de 30metros, con un gradiente muy bajo de 2cm/km en comparación con el promedio actual del talud enlas plataformas continentales que es de 125cm/km.Debido a los niveles tan someros de los mares epeiricos, éstos no fueron afectados por las mareaslunares que en los océanos crean una turbulencia Y mezcla de aguas, permitiendo solo la accióndel oleaje por los vientos locales. También se considera que este tipo de ambiente fue un mediofísicamente restringido y debido a la falta de influjo de la cuenca oceánica había una disminuciónde nutrientes, de tal forma que el desarrollo de los arrecifes era poco probable.Los sedimentos carbonatados en la parte central de estos ambientes tienden a ser micríticos;

mientras que hacia los márgenes dominan los tamaños de la arena, incluyendo fósiles, y en áreassomeras son comunes los lodos peloidales. Dentro de las zonas de planicies de mareas ysupramarea, se originaron depósitos de yeso y dolomita.

Fig10. Mar Epeirico


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MÁRGENES DE PLATAFORMA Las condiciones ideales para el desarrollo de arrecifes se resumen principalmente en:a) aguas frías transportadas a lugares más cálidos y agitados, de tal forma que el CO2 seatransportado o liberado.

b) aguas frías elevadas de áreas oceánicas relativamente profundas y ricas en nutrientes, talescondiciones están presentes en las orillas de las plataformas continentales o en el inicio de lapendiente del talud continental.Ejemplos actuales de este tipo de depósitos se tienen en los arrecifes del sureste de Florida, LaGran Barrera Arrecifal a lo largo de la costa oeste de Australia, y los crecimientos arrecifalescirculares (atolones) que rodean parcialmente muchos volcanes en latitudes bajas del OcéanoPacífico.

CUENCAS OCEÁNICAS PROFUNDASUna gran cantidad de sedimentos carbonatados recientes se tienen acumulados en lasprofundidades oceánicas. Los depósitos del Holoceno consisten de conchas de foraminíferosplanctónicos como Globigerina, partes duras de los cocolitofóridos y de moluscos planctónicosllamados pterópodos. Casi el 48% del piso oceánico está cubierto por sedimentos en los cuales losrestos de estos organismos forman por lo menos la tercera parte de las partículas.

La acumulación del carbonato de calcio en las profundidades marinas está limitada por dosfactores:

Profundidad: El agua de mar es más fría a profundidad que en superficie, y en aguas más frías elbióxido de carbono está más disuelto que en aguas cálidas. El aumento en CO2 causa un aumentoen ácido carbónico (H2CO3), resultando una disolución en las conchas de calcita y aragonita alcaer al piso marino. Algunas conchas sobreviven a los 5,000 metros. El aumento de la presiónhidrostática a tal profundidad va aumentar la solubilidad del CaCO3. La Profundidad bajo la cual el

Fig11. Perfil de un margen de plataforma


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CaCO3 ya no se acumula se le conoce como el nivel de compensación de la calcita, a casi 5,000metros en las regiones ecuatoriales; pero se eleva gradualmente hacia la superficie del mar enlatitudes más altas, debido a las temperaturas más bajas en las regiones polaresTemperatura: El agua de mar superficial en latitudes bajas (áreas tropicales) está supersaturada

con respecto a carbonatos, de tal forma que los organismos marinos no presentan dificultad enremover los iones calcio y bicarbonato del agua para formar parte de sus conchas y esqueletos.

3.6 FACIES DE WILSON Y SECUENCIAS SEDIMENTARIAS El modelo de facies estándar de Wilson resulta de una combinación de efectos de la pendiente,edad, energía del agua y clima, en donde las características del depósito también son afectadaspor el aporte de clásticos. Este modelo define 9 facies en un perfil de plataforma con un margen ypendiente ligera.

Fig12. Perfil de una cuenca profunda

Fig13. Facies de Wilson


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1.- Facies de cuenca

El agua es muy profunda para la producción y depósito de carbonatos, dependiendo de la cantidaddel influjo de sedimentos finos argilaceos y material silíceo. Pueden darse condiciones euxínicas ehipersalinas, por lo que es difícil la desintegración de plancton.

2.- Facies de plataformaEl agua con una profundidad de decenas o aún cientos de metros generalmente es oxigenada ycon salinidad marina normal. Las corrientes tienen buena circulación y son lo suficientementeprofundas para encontrarse bajo el nivel de oleaje normal, pero con tormentas intermitentes queafectan los sedimentos del fondo.3.- Facies de margen de cuenca Se encuentra en el límite o al pie de la plataforma carbonatada de material conchífero derivado dela misma. Las condiciones de profundidad y base del oleaje, así como el nivel de oxigeno son muysimilares a las de la facies de plataforma.4.- Facies de pendiente frontal de la plataforma carbonatadaGeneralmente la pendiente se localiza arriba del límite más bajo de agua oxigenada, encima de la

base del oleaje. Los detritos carbonatados se depositan comúnmente con una inclinación de casi30 grados, es inestable y de tamaño variado. La estratificación presenta derrumbes, montículos,frentes en forma de cuña y bloques grandes.5.- Facies de arrecifes de margen de plataforma

El carácter de esta facie depende de la energía del agua, inclinación de la pendiente,productividad orgánica, cantidad de la construcción del armazón, uniones, entrampamientos,frecuencia de exposiciones subaéreas y cementación.6.- Facies de arenas de barrera arenosa de borde de plataforma

Éstas toman las formas de bancos, playas, barras de marea de mar abierto en abanicos,cinturones o islas de dunas. La profundidad de tales arenas marginales varía de 5 a 10 metros. Elambiente es oxigenado pero no adecuado para la vida marina debido al cambio constante de

sustrato.7.- Facies marina de plataforma abiertaEste ambiente se localiza en estrechos, lagunas y bahías abiertas detrás del borde de plataformaexterna. La profundidad del agua es generalmente somera, a veces solo algunos metros deprofundidad. La salinidad es normal, a veces variable y con circulación moderada.8.- Facies de plataforma de circulación restringida

Incluye la mayor parte de los sedimentos finos en lagunas muy someras y los sedimentos gruesosen canales de marea y playas locales. Todo el complejo corresponde al ambiente de planicies demareas. Las condiciones son extremadamente variables y constituye un ambiente muy difícil paralos organismos. Llegan a presentar aguas dulces, salinas e hipersalinas, con exposicionessubaéreas frecuentes y con condiciones reductoras y oxidantes; existe abundante vegetación tanto

marina como de pantano. Los terrígenos de origen eólico pueden llegar a representar una porciónimportante en los depósitos.9.- Facies de plataforma evaporítica:

Ambiente de supramarea y de lagos en la plataforma marina. El clima se caracteriza por ser árido ycon un intenso calor (áreas de sabkas y planicies de sal), por lo que las inundaciones marinas sonmuy esporádicas. El yeso y la anhidrita son muy comunes dentro de estos depósitos.


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4 GLOSARIO GEOLÓGICO

Espeleotema: Depósitos minerales secundarios formados en cuevas tras la génesis de éstas.

Zona abisal: Se denomina zona abisal o zona aviso-pelágica a uno de los niveles en los que se

divide el océano según su profundidad. Esta zona corresponde a los 3.000 y 6.000 metros deprofundidad donde la luz solar no llega en absoluto.Zona Hadal: Es uno de los niveles en los que está dividido el océano según su profundidad.Corresponde a las zonas más profundas del océano en las grandes fosas oceánicas situadas amás de 6000 metros de profundidad. Esta región se caracteriza por un ambiente frío, presiónhidrostática extremadamente elevada, escasez de nutrientes y ausencia total de luz.

Fig14. Espeleotema

Fig15. Zona Abisal y Hadal


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Extraclasto: Elemento clástico de una roca carbonática, procedente de una roca preexistente,

carbonática o no, y que viene del exterior de la cuenca sedimentaria.

Sabkas: Amplias superficies incrustadas de sal que están por encima de la zona de mareas o

llanuras costeras, que rodean lagunas y plataformas interiores.

Fig16. Extraclasto

Fig17. Sabkas


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5 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Gary Nichols (1999) Sedimentology and estratigraphy, John Willey & Sons Ltd, Oxford. 419p.

Inmaculada Corrales et al (1977) Estratigrafia, Rueda, Madrid. 723p

Clyde H.Moore(1983) Carbonate depositional enviroment, The American Association ofPetroleum Geologists. 696p

USON (2005) Ambientes sedimentarios carbonatados;Fecha de consulta: 11 de Noviembre de 2015URL:http://gaia.geologia.uson.mx/academicos/olivia/carbonatadas/ambientesdesedimentacioncarbonatada.htm


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Apéndice A Yacimientos de minerales metálicos en rocas carbonatadas


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Yacimientos de minerales metálicos en rocas carbonatadas

Las rocas carbonatadas con cierta frecuencia contienen mineralizaciones metálicas, sobre cuyoorigen ha habido una larga y aún inconclusa polémica: se han defendido desde un origen

estrictamente sedimentario para los mismos, hasta un origen claramente post deposicional,pasando por la posibilidad de que tengan origen diagenético.

Los más frecuentes corresponden a yacimientos de sulfuros de Pb-Zn-Cu, a menudoacompañados de fluorita y barita, que también pueden llegar a ser mayoritarios: se conocentambién con el nombre de "yacimientos de tipo Mississippi Valley", ya que son muy abundantes enesta región del centro de los Estados Unidos. Son abundantes en las formaciones carbonatadas delas cordilleras alpinas europeas por lo que también reciben el nombre de yacimientos de tipo

Alpino.

Suelen aparecer encajados en formaciones carbonatadas, en forma de masas más o menos

continuas lateralmente y de potencia muy variable en el detalle, y la mineralización suele irasociada a encajante dolomítico. Este hecho sugiere que su origen sea posterior al proceso dedolomitización, y posiblemente esté condicionado por el aumento de porosidad de estas rocas, quefavorece la entrada de fluidos en la misma. En cualquier caso, lo que a menudo resulta evidente esque son el resultado de la interacción entre fluidos mineralizados y la roca carbonatada; al tratarsede fluidos por lo general ácidos, su introducción en la roca se ve favorecida por la reactividad desus componentes (calcita y/o dolomita) frente a la acción de estos fluidos.

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