Rocas sedimentarias

La meteorización y erosión producen
partículas de diverso tamaño que son transportadas
por el hielo, el agua o el aire hasta las zonas de mínima
energía donde se acumulan. Una vez en reposo los
sedimentos sufren procesos que los transforman en rocas
sedimentarias.

Estas rocas se han formado por la consolidación o
litificación de sedimentos. Los factores que determinan el
tipo de roca son fundamentalmente la fuente de los sedimentos, el
agente que los erosiona y transporta, y el medio de
deposición y forma de litificación.

9.1
GENERALIDADES

9.1.1. Origen. Los productos de
meteorización pueden ser transportados en el fondo de las
corrientes (por arrastre, rodando o por saltación) o bien
dentro del fluido (en suspensión, solución o
flotando).

Aquellas rocas que se originan a partir de
partículas que mantienen su integridad física
durante el transporte, son las detríticas, por ejemplo
conglomerados, areniscas, limolitas y arcillolitas, y las que se
forman por la precipitación de sustancias que se
encontraban en disolución, son las de origen
físico-químico, por ejemplo carbonatos, evaporitas,
ferruginosas y fosfatos. Existe un tercer grupo de rocas
sedimentarias, las biogénicas, en cuya formación
interviene directamente la actividad de organismos vivos, por
ejemplo carbonatos, fosfatos y silíceas, este
grupo abarca desde las que se originan por
acumulación de organismos en posición de vida
(calizas de arrecifes, etc.) o que han sufrido un transporte
mínimo tras su muerte (diatomitas), hasta aquéllas
en cuya formación interviene la precipitación de
sustancias en disolución favorecida por la actividad
orgánica (tobas calcáreas formadas por la
precipitación de CaCO3 propiciada por la acción
fotosintética de vegetales). Finalmente las rocas
orgánicas que son las formadas por acumulaciones de
materia orgánica (carbones y petróleo)

Las de origen mecánico o clástico son
primordialmente detritos que, transportados y depositados, se
litifican por consolidación o cementación. Su
clasificación se basa en el tamaño de grano de sus
componentes.

Los sedimentos de origen químico, son
precipitados en los cuales los cristales individuales
están unidos por enlaces químicos. Dentro de las
rocas de origen biógeno las más representativas son
los carbonatos que se clasifican a su vez según su
composición química y el tipo y origen de las
partículas que las constituyen.

Los sedimentos de origen orgánico se forman por
la acumulación de partes duras de organismos que, al
unirse por cementación, constituyen una roca. Las rocas
orgánicas se clasifican según su grado de madurez,
con base en el contenido de carbono y
volátiles.

En la formación de una roca sedimentaria pueden
actuar más de un proceso sedimentario por lo que se
producen rocas mixtas de difícil asignación a un
grupo concreto. Tal es el caso, por ejemplo, de una roca formada
por la acumulación in situ de las partes duras de
organismos y por partículas aportadas por algún
mecanismo de transporte.

9.1.2 Abundancia. En los proyectos de
ingeniería las rocas sedimentarias son frecuentes. En el
volumen de los primeros 15 km. de la corteza las
sedimentitas son el 5%; el 95% restante son rocas
ígneas, pues las metamórficas dominan los ambientes
profundos. Por el área de afloramiento las sedimentarias
son el 75% de la superficie el resto son ígneas, sin
quedar margen de significación para las
metamórficas.

Cuadro 11. Símbolos para la representación
litológica de las principales rocas.

Son tres las rocas sedimentarias más abundantes
clasificadas por su participación: lutitas 45%, areniscas
32% y calizas 22%; otras, 1%. La propiedad
fundamental de las lutitas es la plasticidad o la
impermeabilidad, la de las areniscas, su posibilidad
y eventualmente la dureza (de ser cuarzosa), o de servir como
acuífero, y la de las calizas, la de ser roca
rígida y soluble. Es también la caliza la materia
prima del cemento.

9.2
DIAGENESIS

La formación de las rocas sedimentarias a partir
de los sedimentos, comporta la existencia de una serie de
procesos que, en general, tienden a la reducción de la
porosidad y al aumento de la compacidad de los materiales. Estos
procesos se engloban bajo el nombre de
diagénesis.

Los procesos diagenéticos se inician antes del
reposo de los componentes del sedimento, razón por la cual
los fragmentos que forman las rocas detríticas pueden
quedar cubiertos por capas de óxidos metálicos y se
pueden formar arcillas a partir de algunos minerales que se
degradan. En los ambientes marinos, sobre pisos duros, los
procesos de perforación e incrustación por diversos
organismos resultan frecuentes.

Entre los componentes de un sedimento en reposo
circulan fluidos con iones en disolución
(CA2+ y CO32-) que
pueden precipitarse para formar cementos y darle
rigidez a los materiales. Sin embargo, la circulación de
fluidos puede también producir
disolución.

Los procesos de consolidación provocan a su vez
una reducción de la porosidad; los efectos visibles son la
interpenetración de componentes y las superficies de
disolución que afectan porciones más extensas de la
roca.

El conjunto de procesos diagenéticos se
desarrolla a distintas profundidades sin que exista un
límite neto para los procesos típicos que ocurren
en profundidad y los del metamorfismo de bajo grado. Usualmente
se conviene en aceptar que este límite corresponde a la
zona en la que se forma el grafito, a partir de los
carbones naturales, y se volatilizan los
hidrocarburos.

Los procesos diagenéticos suelen realzar las
diferencias originales que existen entre los sedimentos
(tamaño y color de granos, etc.) por lo que las rocas
sedimentarias se configuran en capas de una cierta continuidad
lateral denominadas estratos, donde normalmente su base y techo
son plano-paralelos. Algunas veces el paralelismo entre algunas
capas presenta distinto ángulo de inclinación con
el resto de la serie.

9.2.1 Ambientes sedimentarios. Reciben el nombre
de ambientes o medios sedimentarios, los lugares donde pueden
depositarse preferentemente los sedimentos.

Algunos ambientes sedimentarios están situados
dentro de los continentes, como ocurre con el medio
fluvial, el cual se forma por la deposición de
partículas en el lecho y a ambos lados de los ríos,
principalmente durante las crecidas, o el medio lagunar,
originado por el material sedimentado en el fondo de los lagos.
Otros ambientes se localizan en las zonas costeras y sus
aledaños. Entre éstos se pueden citar los deltas,
formados por los sedimentos que lleva el río al final de
su curso, y las playas. Es, sin embargo, en el mar, donde
suelen encontrarse los máximos espesores de sedimentos de
plataforma continental, pero sobre todo los localizados al pie
del talud continental y en la desembocadura de los cañones
submarinos. En las llanuras abisales, en cambio, el espesor de
los sedimentos es muy pequeño, desapareciendo
prácticamente al aproximarse a las dorsales.

Otras denominaciones de los depósitos se dan
según el agente que los transporta, el lugar donde se
depositan o la estructura del depósito. En función
del agente, se denominan coluvial (ladera), eólico
(aire), aluvial (ríos) y glacial (hielo); según el
lugar, palustre, lacustre, marino y terrígeno, y
por la estructura, clástico y no clástico.
Tienen que concurrir varios factores para que un medio
sedimentario sea eminentemente deposicional. Si se deposita
material de origen detrítico (partículas
sólidas que han sido transportadas mecánicamente
por corrientes fluidas, como ríos), el medio de transporte
de las partículas tendrá que perder energía
para que pueda llevarse a cabo la sedimentación del
material.

En cambio, en los lugares en los que se depositan
sedimentos de origen químico, será necesario
que las condiciones físico- químicas sean adecuadas
para que puedan precipitarse sustancias disueltas. En todos los
casos es necesario que la zona de deposición sufra un
hundimiento progresivo, lo cual posibilitará la
formación de grandes espesores de sedimento.

9.2.2 Principales procesos de
litificación. Los principales procesos
diagenéticos son la cementación, la
consolidación-desecación y la
cristalización. El término litificación se
puede entender como el proceso por el cual se forman rocas, en
este caso a partir de la consolidación de los
sedimentos.

– Cementación. Los principales agentes
minerales cementantes son: la calcita y la dolomita que llegan
disueltos en el agua formando con ella una solución que
ocupará los intersticios del depósito. Ello demanda
un material poroso y permeable, por lo que este proceso domina la
formación de las areniscas, calizas y
dolomías.

– Consolidación y desecación. Dos
procesos generalmente ligados, porque la consolidación
trae implícita la salida del agua. No obstante en el caso
de los depósitos de arena transportados por el viento,
después de la evaporación se puede dar la
litificación. Este proceso exige un material poroso y no
necesariamente permeable. Las arcillas a un km. de profundidad,
por la presión confinante, pierden el 60% del volumen y
dan paso a la formación de lutitas.

Cuadro 12. Proceso de formación de las rocas
sedimentarias.

Fuente. Notas del curso de Suelos. G.
Duque, Geología.

– Cristalización. La
formación de nuevos cristales
(neocristalización) y el crecimiento
cristalino (recristalización), permiten el
endurecimiento de los depósitos, por unión de
cristales individuales

9.3 CLASIFICACION
DE ROCAS SEDIMENTARIAS

Cuadro 13. Las rocas
sedimentarias.

Adaptado de Lexis 22 Mineralogía Geología,
Círculo de Lectores, 1983.

9.3.1 Minerales componentes de las rocas
sedimentarias. Son tres los principales: la arcilla,
principalmente la illita y la caolinita, el cuarzo y la calcita.
Otros minerales son los feldespatos, de sodio y
calcio principalmente, dolomita, yeso, anhidrita y
halita.

En los conglomerados la composición es
cualquiera, dominando el cuarzo. En las areniscas, si es
ortocuarcita, domina el cuarzo, si es grawaca habrá
fragmentos de roca, cuarzo y arcilla y si es arcosa feldespatos,
cuarzos, micas y carbonato cálcico.

En las arcillolitas habrá, hidróxidos de
hierro y aluminio, en las lateritas; caolinita, en los caolines;
montmorillonita, en la bentonita, y arcilla, cuarzo, feldespatos
y calcita, en los loess. En las margas se tendrá carbonato
cálcico y arcilla.

En travertinos, tobas, calizas, y caliches, habrá
carbonato cálcico, como también en las calizas de
bacterias y algas; en las cretas y calizas, conchíferas y
coralinas; en las dolomías y calizas dolomíticas,
formadas por procesos metasomáticos, habrá calcita
y dolomita.

En el sílex, pedernal, gliceritas,
trípoli, jaspe y lidita, se tiene sílice coloidal y
criptocristalina. En los yesos, sal gema y otras evaporitas,
habrá sulfato cálcico y cloruros de sodio, potasio
y magnesio. En las sideríticas y pantanosas, que son
ferruginosas, carbonato, óxidos e hidróxidos de
hierro. En las fosforitas y guano, fosfatos de calcio y otros
elementos.

9.4
CARACTERISTICAS DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS

Las principales características de las rocas
sedimentarias son la estratificación, las facies y el
color.

Estudiando el entorno actual se tienen indicios
acerca de la formación de las rocas sedimentarias: los
sedimentos de grano muy fino, en un entorno costero típico
se depositan sobre los pantanos de sal, y los de grano más
grueso, en las dunas y en la playa; en ambos casos habrá
huellas fósiles que se conservarán
para su interpretación futura. También el
tamaño de las partículas sedimentarias tiene que
ver con el entorno de deposición: los lodos pantanosos se
acumulan en condiciones acuáticas de relativa calma,
mientras las dunas son depositadas por el viento y las arenas de
la playa donde rompen las olas.

Los granos, según su forma y tamaño
demandan entornos de diferente energía y turbulencia;
así la distribución de los tamaños y forma
de los granos en las playas y arenas de las dunas varía:
en las primeras la granulometría muestra mejor
clasificación y las partículas aparecen muy bien
redondeadas.

Tamaño, clasificación y forma de granos
condicionan la textura de un sedimento. Contrario a lo que
ocurre con los sedimentos de entornos de baja energía, los
sedimentos transportados durante largos períodos en
entornos de alta energía y depositados en condiciones
similares, están bien redondeados y bien clasificados. Las
corrientes rápidas transportan granos mayores no
sólo en suspensión por el fluido en movimiento,
sino también por saltación y rodamiento a lo largo
de la superficie del lecho, mientras los lodos del entorno de un
pantano de sal han sido depositados de la suspensión,
fundamentalmente. Los organismos que viven dentro o en los
sedimentos costeros o en un entorno cualquiera, son
también huellas fósiles potenciales y útiles
indicadores del entorno.

El examen de los diferentes granos de mineral presentes
en las rocas sedimentarias permite establecer la naturaleza de la
roca fuente y de los procesos de meteorización que
la degradaron. La interpretación se facilita en granos
gruesos como cantos de playas y se dificulta con una arena donde
un grano puede ser sólo una parte de un cristal
único. Una arenisca totalmente cuarzosa no informa sobre
la roca madre pero sí es testigo de varios procesos de
meteorización, erosión y deposición. La
forma en que la roca fuente haya sido fraccionada por procesos
superficiales determina la categoría de la
roca sedimentaria. El grado de fraccionamiento conseguido en las
rocas fuentes es de importancia económica, toda vez que
favorece la formación de concentraciones de carbono,
carbonato cálcico, óxidos de aluminio y de hierro y
evaporitas.

Los diferentes tipos de rocas sedimentaria, pueden
relacionarse no sólo con los procesos de
meteorización, sino también con la zona
climática de la Tierra en que se formaron, pues
aquéllas están condicionadas por el clima,
así como por las diferentes partes del ambiente
tectónico sobre las cuales pueden estar operando los
procesos superficiales.

Figura 44. Estratificación cruzada (1),
estratificación gradual (2), grietas de desecación
(3), ondulitas, simétrica (4) y asimétrica (5).
Adaptado de Diccionario ilustrado de la Geología,
Círculo de Lectores.

9.4.1 La estratificación. Es la más
importante. Cada capa marca la terminación de un evento.
Interesa en una capa su geometría interna en el conjunto,
la geometría de las capas, pues dichas estructuras ponen
en evidencia el ambiente de formación. Las capas pueden
ser horizontales, si el ambiente de formación es tranquilo
(lacustre); onduladas, si se trata en el ambiente de las dunas;
inclinadas, si el ambiente es detrítico; rizadas, cuando
son marcas de ambiente de playa; cruzadas, si el ambiente es
pantano, y geodas, si son capas esféricas
concéntricas explicadas por un fenómeno
osmótico por diferencia de salinidad.

Las grietas de desecación se producen cuando el
barro húmedo se seca al aire y se genera un diseño
de grietas de varios lados, típico de lagos poco profundos
que se han secado.

La estratificación grano-clasificada es una
estratificación en la cual las partículas mayores
están en el fondo de una unidad y las pequeñas en
la parte superior; la estratificación cruzada es una
estratificación original en la cual los planos de los
estratos están en el ángulo de la superficie
principal sobre la cual los sedimentos fueron depositados; la
estratificación de corriente es la misma cruzada; la
estratificación de médano es una
estratificación cruzada de tamaño más bien
grande.

En las estructuras sedimentarias las ondulitas son
marcas como ondas formadas por el movimiento del agua o del aire
sobre la superficie de un sedimento recién depositado, y
las dos principales ondulitas son la simétrica y las
huellas fósiles de corriente asimétrica.

9.4.2 Facies sedimentaria. El término
alude a la acumulación de depósitos con
características específicas que gradúan
lateralmente a otras acumulaciones sedimentarias, formadas
simultáneamente, pero que presentan características
diferentes. A veces se subdividen en litofacies o facies
litológicas y biofacies o facies marina. Entre las facies
de agua dulce se distinguen la fluvial y la lacustre; entre
las marinas, la litoral o costera, la
nerítica y la abisal, y entre las terrestres o
continentales, muy variadas, la fluvial, la eólica, la
glacial, etc.

Averiguar en qué tipo de ambiente se
originó una roca sedimentaria tiene gran interés en
geología, debido a sus múltiples aplicaciones. Hace
posible, por ejemplo, reconstruir la situación de
ríos, torrentes y costas, hace millones de años
(reconstrucciones paleográficas); permiten averiguar los
avances y retrocesos del mar que se han producido en otras
épocas, así como localizar trampas
estratigráficas, lo cual es de gran interés
en prospección de petróleo.

9.4.3 Color. En las rocas sedimentarias los
colores gris y negro pueden explicarse por la presencia de humus
y otras sustancias afines (materiales carbonosos); pero el
principal agente colorante son los óxidos de hierro,
así: por la hematita (Fe2O2) color rosado; por la
limonita, (hierro de pantanos) amarillo y café; por la
goethita (hierro acicular) pardo oscuro a negro, y por el hierro
libre o nativo, verde, púrpura o negro.

Se recuerda que el color es una de las propiedades
físicas más importantes de los minerales, sin
embargo, deben tenerse presente:

– Puede ser constante y definido para varias muestras de
un mismo mineral (la pirita de brillo metálico es un
indicador) o puede variar de una a otra muestra en un mismo
mineral (en el cuarzo el color no es indicativo).

– Como precaución, la identificación por
los minerales se basará en muestras frescas. Se
tendrá en cuenta la pátina, que es una
alteración superficial pigmentada por otros
minerales.

– En minerales opacos y de brillo metálico, no
alterados, se expondrá el color del mineral. No obstante
el color puede variar entre límites amplios.

9.5 DESCRIPCION
DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS

La descripción de las rocas se hace en lenguaje
gráfico y alfabético. El lenguaje gráfico se
apoya en diagramas y planos, como se muestra en la figura 45.
Cada tipo de roca y cada rasgo estructural, tiene su propia
nomenclatura.

Figura 45. Representación de una estructura
sedimentaria (pliegue): arriba, expresión en carta
geológica; abajo, expresión en diagrama de bloque.
Tomado de las notas del curso de geología de Pedro
Hernández, U. Nal…

9.5.1 Areniscas. La mayoría están
compuestas principalmente de granos de cuarzo y arcilla en
pequeñas cantidades. Pueden ser, por su
composición, arcosa, si son ricas en feldespatos;
cuarzosas, ricas en SiO4; grawacas, ricas en ferromagnesianos, y
micazas ricas en micas. También las areniscas se
denominan, por la matriz cementante, así: ferruginosa,
silicosa, arcillosa y calcárea. Las areniscas son
útiles en construcción, revestimientos y
fabricación de vidrio.

9.5.2 Areniscas de cuarzo. Son el resultado de
una considerable fragmentación de restos de roca soltados
por procesos de meteorización como lo demuestra su pobreza
en minerales incapaces de resistir la meteorización
química.

Texturalmente exhiben gran porosidad y permeabilidad,
por lo menos inmediatamente después de su
deposición, pues más tarde los poros serán
rellenados por cemento mineral, compuesto frecuentemente de
sílice o calcita, e incluso hierro. Una variedad, de las
arenas verdes, es arenisca de cuarzo con glauconita,
típica de ambiente marino, y otra las areniscas (y
pizarras) de los lechos rojos, a causa de las
hematites que recubren los granos de arena y que denuncian
un grado de aridez del entorno de deposición donde la
lámina acuífera permaneció baja permitiendo
a los minerales de hierro su oxidación.

9.5.3 Arcosa. Esta arenisca además de
cuarzo, tiene feldespato en una cantidad del orden del 25%. Ambos
minerales soportan la degradación mecánica durante
el transporte, siendo el segundo más susceptible a la
descomposición. Su aparición en proporciones
mayores a las de un pequeño porcentaje, evidencian
condiciones de aridez y de transporte corto o
rápido.

9.5.4 Grawaca. El término significa gris y
duro y describe bien esta arenisca que contiene una mezcla de
productos de meteorización de rocas ígneas y
metamórficas, en los que se incluyen, además de
partículas de descomposición mecánica,
minerales arcillosos de la meteorización química.
Las grawacas son el resultado de un fraccionamiento incompleto de
productos de meteorización, reflejado en la pobre
clasificación y escasa redondez de los clastos. Las rocas
usualmente duras y oscuras en extremo pueden confundirse con
basaltos si las variedades de grano son finas. Se asocian con
pizarras negras, sobre todo cuando son fruto de corrientes de
turbidez o de densidad.

9.5.5 Brechas. La palabra significa cascote y con
ellas se describe una roca formada por fragmentos angulosos;
dicha angulosidad significa una cantidad mínima de
transporte, razón por la cual la fuente está
cercana y puede estar asociada a arrecifes de coral, fósil
y moderno. Los depósitos de brechas pueden formarse por la
meteorización mecánica en la cara de los
acantilados en cuya base se forman los taludes o depósitos
de deyección; también pueden ser depositados por
ríos de flujo esporádico en regiones áridas.
Las brechas son útiles en construcción,
revestimiento y decoración.

9.5.6 Conglomerados. Se distinguen de las brechas
por la naturaleza redondeada de sus clastos. Si los clastos se
tocan entre sí se dice que es clastosoportado y se sabe
que ha sido depositado en condiciones de alta energía,
como puede ser el contexto de playa o la llanura de
inundación de un gran río no sujeto a
períodos de desecación. Si es matriz soportado,
caso en que los clastos más grandes se separan por una
matriz fina de arena y arcilla, indica que el material
sedimentario fue transportado y depositado rápidamente sin
dar lugar a la clasificación del depósito. Tal es
el caso de los conos aluviales con inundaciones
rápidas.

De otro lado existen conglomerados extraformacionales
compuestos por clastos de fuera del área de
deposición y conglomerados intraformacionales derivados de
la erosión de sedimentos locales, como es el caso de un
banco de río cercano. Los conglomerados, por las gravas,
son útiles para el hormigón.

9.5.7 Rocas calcáreas. Calizas y
dolomías, contienen por lo menos la mitad, o bien de
calcita o bien de dolomita. Ambos minerales pueden estar formados
como precipitaciones directas del agua del mar, pero la forma
más importante en la que el calcio y el magnesio –
liberados originalmente por meteorización química-
quedan fijados, es mediante la secreción de minerales
carbonatados, por animales y plantas. En la actualidad, los
sedimentos calcáreos, aparte de los lodos de mares
profundos, se encuentran frecuentemente sólo en clima
tropical y subtropical donde florecen los organismos secretores
del carbonato. Su aparición, la de antiguas rocas
calcáreas, es un indicador
paleoclimático.

9.5.8 Calizas. Pueden ser de agua dulce o de
origen marino, y componerse de material químicamente
precipitado, orgánico o detrítico. La
mayoría de las calizas se formaron en aguas poco profundas
y las condiciones de turbulencia o de ambiente tranquilo se
reflejan en la existencia del soporte de grano con relleno de
calcita cementante en el primer caso, o la
existencia de espacios porosos rellenos con lodo carbonatado, en
el segundo.

Las calizas son la materia prima de la cal y el cemento,
complementando el proceso con arcillas ferruginosas. Las calizas
fosfóricas son útiles como materia prima para
fertilizantes. Hay calizas útiles en litografía
(detrítica de ambiente marino) y para productos
refractarios (organógena marina).

9.5.9 Dolomías. La roca tiene una mezcla
de carbonato cálcico y magnésico y puede tener dos
orígenes. El primero aparece dentro de la cuenca de
deposición, sólo a unos cuantos decímetros
por debajo de la superficie e inmediatamente después de la
deposición de la caliza, en un proceso asociado a la
formación de las evaporitas, y el segundo tiene lugar a
más profundidad y mucho tiempo después de la
deposición (aquí se produce una dolomita de grano
grueso y la sustitución está causada por soluciones
ricas en magnesio que se filtran a través de la
caliza).

9.5.10 Rocas ferruginosas. Pueden ser de tres
tipos: las ferruginosas veteadas, de edad precámbrica, que
muestran láminas de óxido de hierro, carbonato de
hierro o sulfuro de hierro, y sílice tipo calcedonia.
Contienen varias estructuras sedimentarias incluyendo marcas de
rizadura y grietas de lodo, las que sugieren deposición en
aguas poco profundas. Las rocas de hierro oolítico
sedimentario, formadas durante los últimos 600 millones de
años, que poseen las características texturales de
las calizas, pero no están compuestas de carbonato
cálcico sino de minerales de hierro, incluyendo el
carbonato de hierro y los silicatos ferroalumínicos que
pueden formarse sólo en condiciones anóxidas, y las
rocas ferruginosas de arcilla, que resultan insignificantes
cuantitativamente, hoy en día, pero que soportaron la
industria del acero asociada a campos de carbón.
Están conformadas por acumulaciones redondas de carbonato
de hierro, que sustituyen las pizarras en muchos estratos,
especialmente cubriendo vetas de carbón. Estas
rocas, de ambiente continental y marino, facilitan la
obtención del hierro.

9.5.11 Bauxitas y lateritas. Dos productos de la
meteorización química en donde el material no ha
sido disuelto incluso después del más intenso
ataque por aguas subterráneas ácidas y se han dado
condiciones para que la erosión mecánica y la
retirada del material sean virtualmente nulas. Este es el
ambiente tropical de las tierras bajas o las áreas planas
mal drenadas, donde la capa residual del perfil de
meteorización, compuesta de hidróxidos de hierro y
aluminio, se conoce como laterita. Cuando la mayor parte de los
componentes de hierro es lixiviada de una laterita, se convierte
en la bauxita; ambos depósitos están coloreados
generalmente con profundos tintes de rojo, marrón y
naranja.

9.5.12 Evaporitas. Son rocas sedimentarias
producidas en clima cálido y árido, por la
evaporación del agua del mar. Experimentalmente al
evaporarse el agua marina se origina la formación de
carbonato cálcico, después sulfato cálcico
(yeso) y finalmente las sales más solubles, incluida la
halita (sal común). Sin embargo, cuantitativamente las
evaporitas no pueden deberse a una simple evaporación
puesto que una capa de metro y medio de halita requiere la
desecación de 100 metros de profundidad marina y hay
muchos depósitos de sal con cientos de metros de espesor
en mares abiertos. El resultado de tales procesos, si se dan
sedimentos porosos, es que la caliza original se sustituye por
dolomita de grano fino y el sulfato cálcico (anhidrita)
crece dentro del sedimento y lo deforma.

9.5.13 Chert. Roca silícea densa y dura,
compuesta de sílice casi pura, bien con una
cristalización extremadamente fina o criptocristalina que
no muestra evidencia alguna de estructura cristalina regular. El
jaspe, el pedernal y el ópalo son variedades denominadas
calcedonias. Hay dos tipos diferentes de chert: los que
sustituyen a las calizas en forma de nódulos o vetas de
calcedonia y los realmente estratificados asociados
con pizarras o con formaciones estratificadas de piedra
ferruginosa. Los primeros provienen de microfósiles
silíceos como los organismos unicelulares marinos llamados
radiolarios; los segundos forman el sílex, son de origen
inorgánico y pueden estar asociados a precipitados, lavas
submarinas o ceniza volcánica.

9.5.14 Shale o lutita. Se denominan así a
las limolitas y arcillolitas mejor consolidadas. La marga es una
lutita calcárea.

Según el grado de consolidación
diagenética, pueden clasificarse así:

– De bajo grado de consolidación.
Arcillolita, lodolita y limolita.

– De mediano grado de consolidación. Shale
arenoso, shale lodoso y limolita laminada.

– De alto grado de consolidación.
Argilita, una roca más competente que las
anteriores.

Aunque la argilita sea más resistente y menos
deformable, no es por ello la más durable, pues las
lutitas, pueden tener mucho o poco cementante pero su durabilidad
está supeditada a su naturaleza silícea,
ferruginosa o calcárea.

9.6 SEDIMENTOS
ORGANICOS

Los compuestos orgánicos se descomponen
rápidamente por la acción de bacterias
anaeróbicas (o de putrefacción) pues en contacto
con el aire se oxidan por la acción de bacterias
aeróbicas (que consumen oxígeno). Si los materiales
se cubren de aguas pobres en oxígeno se fermentan por la
acción anaeróbica incrementando su porcentaje de
carbono libre.

9.6.1 Carbón y petróleo. El
carbón se forma en los continentes a partir de materiales
vegetales; el petróleo en el océano a
partir de microorganismos animales y vegetales
(plancton).

Del metamorfismo de los carbones se obtienen esquistos
grafitosos, no el diamante, asociado a rocas ígneas
ultrabásicas.

– El carbón. Existen dos tipos de cuencas
hulleras, las parálicas o costeras como el
Cerrejón, que son extensas pero de poca potencia (medio
metro de espesor en promedio) y las límnicas o
intramontañosas, cuenca carbonífera de
Quinchía- Riosucio, del terciario carbonífero de
Antioquia que son de poca extensión pero cuya potencia
llega a los 5 metros en promedio.

En las cuencas costeras los estratos del ciclotema son:
conglomerados, areniscas, pizarras arenosas y con raíces,
pizarras fósiles y estériles, vienen luego las
capas marinas (caliza marina y pizarra marina, ambas con
fósiles y pizarras ferruginosas). En las cuencas
continentales, faltan en el ciclotema las capas
marinas.

– Petróleo. Los hidrocarburos
sólidos, líquidos y gaseosos dependen de la
longitud de las cadenas de los compuestos. Las largas para los
primeros, por ej., asfalto y betunes, las más cortas para
los gaseosos, como metano, acetileno, propano y butano. La
porción líquida flotará sobre aguas marinas
fósiles. La presión de extracción del
yacimiento la dan los gases, disueltos. Todo el compuesto se
origina del plancton que por acción anaeróbica,
similar al proceso de carbonatación, se transforma en
sapropel – hay carbón sapropélico- y luego en
hidrocarburos.

La roca madre es marina pero en la orogenia el
petróleo aprovecha acuíferos y emigra al continente
a zonas de menor presión con dos posibilidades:
dispersarse en la atmósfera para perderse en la
acción anaeróbica o entrar a reservorios
preservándose gracias a trampas de cinco tipos:
pliegues anticlinales, fallas, diapiros salinos
(domos), lentes de masas coralinas (calizas) y otros tipos de
discordancias.

9.7 FASES DE
EXPLORACION GEOLOGICA

La geología de campo es un método de
prospección de bajo costo pero con bajo nivel de
eficiencia respecto a la información que demanda la
inversión para la explotación de
recursos.

En la fig. 46 la parte más eficiente de este
método es la primera porción de la curva A, donde
por regla general el nivel de información obtenido alcanza
cerca del 30% de lo demandado. Si se continúa con la
inversión, el porcentaje de información no crece,
pues la curva ya es plana. Lo contrario ocurre con las
perforaciones exploratorias, son de alto costo y sólo
después de una inversión importante muestran
óptima eficiencia (la curva C se levanta) y gran alcance
(llega al 100% de información). Por costos y eficiencia
los métodos geofísicos son intermedios entre los
señalados (ver curva B). Las abscisas tienen escalas de
costos diferentes, para cada método.

De lo anterior se desprende que existe una ruta
óptima resultante de la aplicación debida y
combinada de los tres métodos de exploración;
primero se recurrirá a la geología de campo con
costos del primer orden; luego a la prospección
geofísica (entre m y n) con costos de segundo orden, y
finalmente a los pozos exploratorios, para obtener el 100% de
información demandada, siendo los costos del último
método, de tres órdenes, aplicables sólo a
los últimos niveles de información faltantes. La
economía proveniente de la combinación de
métodos surge de la consecución de
información más económica en los primeros
niveles.

9.8 EJEMPLOS DE
SEDIMENTITAS EN COLOMBIA

En la Serranía de la Macarena, la región
norte exhibe una sucesión rítmica de grawacas
turbidíticas de grano fino a grueso y color gris. Hay
calizas delgadas fosilíferas y shale gris oscuro, arenitas
finogranulares cuarcíticas muy micáceas, que gradan
a arenitas arcillosas cuarcíticas y shale arenoso rojo.
Son sedimentitas, además, todas las secuencias del
paleozoico temprano.

En la región de los Llanos Orientales hay
remanentes de coberturas detríticas del precámbrico
con arenitas de cuarzo blancas y grises de grano fino a medio,
bien gradadas, en estratos delgados a gruesos intercalados con
arcillolitas grises, verdes o rojas. En la región de la
selva amazónica las arenitas rojas oscuras se intercalan
con tobas y materiales vulcanoclásticos. En la margen
llanera al sur- oriente de Bogotá, las sedimentitas, que
son de ambiente pericontinental, están constituidas por
calizas, arcillolitas rojas, areniscas, conglomerados,
arcillolitas y limolitas grises fosilíferas.

En la Sierra Nevada se encuentran además de
pelitas, ruditas y calizas del paleozoico, además pelitas
y tobas del mesozoico y coberturas locales pelíticas y
calcáreas.

En la región del Cerrejón se presenta una
secuencia clástica a vulcanoclástica
granodecreciente: los sedimentos de grano muy fino conglomerados,
areniscas, lodolitas con intercalaciones calcáreas,
localmente sedimentitas rojas del mesozoico temprano, y otra
secuencia, de hasta 1000 metros de espesor, de arenitas,
lodolitas, calizas y rocas comúnmente ricas en materia
orgánica depositadas en ambientes predominantemente
marinos durante el mesozoico tardío. Más reciente
se presenta otra secuencia clástica de arenitas y
lodolitas con mantos de carbón, depositada en ambiente
marino transicional y continental durante el cenozoico,
(terciario). Su espesor alcanza 1000 metros.

En la península de la Guajira hay lodolitas
rojas, verdes y grises, arenitas pardas, conglomerados, calizas y
lutitas calcáreas. Al NW hay un supraterreno terciario
marino. En la baja Guajira una secuencia de arenitas y limolitas
en la base y, localmente, capas delgadas de carbón ricas
en materia orgánica y calizas glauconíticas
depositadas en ambiente transicional a marino, a finales del
cretácico. Igualmente, una secuencia de arenitas y
lodolitas de colores rojizos suprayacida por otras oscuras de
ambiente continental a marino, del mesozoico tardío. En la
región de Santa Marta se tiene una cobertura
pelítica y calcárea y, localmente, mantos de
carbón.

En Córdoba hay turbiditas con fragmentos de
serpentinitas, shale, chert y tobas. Más al sur y al
occidente del río Cauca, hasta Cartago, hay turbiditas
fino a grueso granulares, chert, calizas y piroclastitas
básicas. Continuando desde Cartago hacia el sur, la
estratigrafía se repite pero presenta metamorfismo. En
Santander del Norte hay una sedimentación
predominantemente samítica y pelítica y localmente
calcárea que reposa discordantemente sobre el basamento
ígneo-metamórfico. Entre Tunja y Bucaramanga,
región de la Floresta, hay una sedimentación
pericontinental durante el paleozoico temprano que se reanuda
posteriormente. Las sedimentitas son conglomerados,
arcillolitas generalmente amarillentas, limolitas y
areniscas.

Al sur de Ibagué, y hasta Mocoa, hay sedimentitas
del paleozoico medio y superior con sedimentos calcáreos
epicontinentales del mesozoico. Entre los Llanos orientales y el
sistema de Romeral, en la región que comprende
Cundinamarca y Santander, hay sedimentitas clásticas, en
desarrollos faciales, y calizas bioclásticas y evaporitas.
Se trata de una sedimentación epicontinental que culmina
con el levantamiento progresivo a finales del
mesozoico.

La región de los valles del San Juan-Atrato y la
costa Pacífica al sur de Buenaventura, presenta shales,
arenitas, conglomerados turbidíticos y calizas en menor
proporción. Localmente se encuentran afloramientos de
arenitas cuarzosas. La región del Baudó muestra
piroclastitas básicas, arenitas turbidíticas,
shale, chert y calizas. Al norte, la región del
Sinú tiene turbiditas, hemipelágicas (carbonatos y
silicatos) y depósitos marinos
terrígenos.

Autor:

Walter Chaupi Pumachara