Las rocas clásticas están compuestas de fragmentos, o clastos, de minerales y rocas preexistentes . Un clasto es un fragmento de detritos geológicos , [1] trozos y granos más pequeños de roca desprendidos de otras rocas por erosión física . [2] Los geólogos utilizan el término clástico para referirse a rocas sedimentarias y partículas en el transporte de sedimentos , ya sea en suspensión o como carga de fondo , y en depósitos de sedimentos .
Las rocas sedimentarias clásticas son rocas compuestas predominantemente de fragmentos rotos o clastos de rocas más antiguas erosionadas y erosionadas . Los sedimentos clásticos o rocas sedimentarias se clasifican según el tamaño del grano , la composición y la textura del clasto y del material cementante ( matriz ). Los factores de clasificación suelen ser útiles para determinar el entorno de deposición de una muestra . Un ejemplo de ambiente clástico sería un sistema fluvial en el que toda la gama de granos transportados por el agua en movimiento consiste en pedazos erosionados de roca sólida río arriba.
El tamaño de grano varía desde arcilla hasta lutitas y arcillitas ; a través del limo en limolitas ; arena en areniscas ; y fragmentos del tamaño de grava , cantos rodados y cantos rodados en conglomerados y brechas . La escala Krumbein phi (φ) ordena numéricamente estos términos en una escala de tamaño logarítmica.
Las rocas siliciclásticas son rocas clásticas no carbonatadas que están compuestas casi exclusivamente de silicio, ya sea en forma de cuarzo o silicatos.
La composición de las rocas sedimentarias siliciclásticas incluye los componentes químicos y mineralógicos de la estructura, así como el material cementante que constituye estas rocas. Boggs los divide en cuatro categorías; minerales principales, minerales accesorios, fragmentos de roca y sedimentos químicos. [3]
Los minerales principales se pueden clasificar en subdivisiones según su resistencia a la descomposición química. Aquellos que poseen una gran resistencia a la descomposición se categorizan como estables, mientras que los que no la tienen se consideran menos estables. El mineral estable más común en las rocas sedimentarias siliciclásticas es el cuarzo (SiO 2 ). [3] El cuarzo constituye aproximadamente el 65 por ciento de los granos estructurales presentes en las areniscas y alrededor del 30 por ciento de los minerales en el esquisto promedio. Los minerales menos estables presentes en este tipo de rocas son los feldespatos , incluyendo tanto los feldespatos potásicos como los plagioclasas. [3] Los feldespatos constituyen una proporción considerablemente menor de los granos y minerales estructurales. Sólo constituyen alrededor del 15 por ciento de los granos estructurales de las areniscas y el 5 por ciento de los minerales de las lutitas. Los grupos de minerales arcillosos están presentes principalmente en las rocas de fango (que comprenden más del 60% de los minerales), pero se pueden encontrar en otras rocas sedimentarias siliciclásticas en niveles considerablemente más bajos. [3]
Los minerales accesorios están asociados con aquellos cuya presencia en la roca no es directamente importante para la clasificación del espécimen. Estos generalmente se encuentran en cantidades más pequeñas en comparación con el cuarzo y los feldespatos. Además, los que sí se encuentran son generalmente minerales pesados o micas de grano grueso (tanto moscovita como biotita ). [3]
Los fragmentos de roca también se encuentran en la composición de las rocas sedimentarias siliciclásticas y son responsables de alrededor del 10 al 15 por ciento de la composición de la arenisca. Generalmente constituyen la mayoría de las partículas del tamaño de grava en los conglomerados, pero contribuyen sólo en una cantidad muy pequeña a la composición de las rocas de barro . Aunque a veces lo son, los fragmentos de roca no siempre son de origen sedimentario. También pueden ser metamórficos o ígneos . [3]
Los cementos químicos varían en abundancia, pero se encuentran predominantemente en areniscas. Los dos tipos principales son los de silicato y los de carbonato. La mayoría de los cementos de sílice están compuestos de cuarzo, pero pueden incluir pedernal , ópalo , feldespatos y zeolitas . [3]
La composición incluye la composición química y mineralógica de los fragmentos únicos o variados y el material cementante ( matriz ) que mantiene unidos a los clastos como una roca. Estas diferencias se utilizan con mayor frecuencia en los granos estructurales de las areniscas. Las areniscas ricas en cuarzo se denominan arenitas de cuarzo , las ricas en feldespato se denominan arcosas y las ricas en líticas se denominan areniscas líticas .
Las rocas sedimentarias siliciclásticas están compuestas principalmente de partículas de silicato derivadas de la erosión de rocas más antiguas y del vulcanismo piroclástico. Si bien el tamaño del grano, la composición de los clastos y del material cementante (matriz) y la textura son factores importantes en lo que respecta a la composición, las rocas sedimentarias siliciclásticas se clasifican según el tamaño del grano en tres categorías principales: conglomerados , areniscas y fango . El término arcilla se utiliza para clasificar partículas de menos de 0,0039 milímetros. Sin embargo, el término también se puede utilizar para referirse a una familia de minerales de silicato laminar. [3] El limo se refiere a partículas que tienen un diámetro entre 0,062 y 0,0039 milímetros. El término lodo se utiliza cuando en el sedimento se mezclan partículas de arcilla y limo; mudrock es el nombre de la roca creada con estos sedimentos. Además, las partículas que alcanzan diámetros entre 0,062 y 2 milímetros entran en la categoría de arena. Cuando la arena se cementa y se litifica, se la conoce como arenisca. Se considera grava cualquier partícula de tamaño superior a dos milímetros. Esta categoría incluye guijarros , adoquines y cantos rodados. Al igual que las areniscas, cuando las gravas se litifican se consideran conglomerados. [3]
Los conglomerados son rocas de grano grueso compuestas predominantemente de partículas del tamaño de grava que normalmente se mantienen unidas por una matriz de grano más fino. [4] Estas rocas a menudo se subdividen en conglomerados y brechas. La característica principal que divide estas dos categorías es la cantidad de redondeo. Las partículas del tamaño de grava que forman los conglomerados son bien redondeadas mientras que en las brechas son angulares. Los conglomerados son comunes en sucesiones estratigráficas de la mayoría, si no de todas, las edades, pero sólo representan el uno por ciento o menos, en peso, de la masa rocosa sedimentaria total. [3] En términos de origen y mecanismos de depósito, son muy similares a las areniscas. Como resultado, las dos categorías contienen a menudo las mismas estructuras sedimentarias. [3]
Las areniscas son rocas de grano medio compuestas por fragmentos redondeados o angulares del tamaño de arena, que a menudo, pero no siempre, tienen un cemento que los une. Estas partículas del tamaño de arena suelen ser cuarzo , pero existen algunas categorías comunes y una amplia variedad de esquemas de clasificación que clasifican las areniscas según su composición. Los esquemas de clasificación varían ampliamente, pero la mayoría de los geólogos han adoptado el esquema Dott , [5] [ se necesita mejor fuente ] que utiliza la abundancia relativa de cuarzo, feldespato y granos de estructura lítica y la abundancia de matriz fangosa entre estos granos más grandes.
Las rocas que se clasifican como fango son de grano muy fino. El limo y la arcilla representan al menos el 50% del material del que están compuestas las rocas de barro. Los esquemas de clasificación de las rocas de fango tienden a variar, pero la mayoría se basan en el tamaño de grano de los componentes principales. En las rocas de barro, generalmente son limo y arcilla. [6]
Según Blatt, Middleton y Murray [7] las fangolitos que se componen principalmente de partículas de limo se clasifican como limolitas. A su vez, las rocas que poseen arcilla como partícula mayoritaria se denominan arcillitas. En geología, una mezcla de limo y arcilla se llama barro. Las rocas que poseen grandes cantidades de arcilla y limo se llaman lutitas. En algunos casos, el término esquisto también se utiliza para referirse a las rocas de barro y todavía es ampliamente aceptado por la mayoría. Sin embargo, otros han utilizado el término esquisto para dividir aún más las rocas de barro según el porcentaje de componentes arcillosos. La forma de placa de la arcilla permite que sus partículas se apilen unas sobre otras, creando láminas o lechos. Cuanta más arcilla esté presente en una muestra determinada, más laminada será la roca. La lutita, en este caso, está reservada para las lutitas que están laminadas, mientras que la lutita se refiere a las que no lo son.
Las rocas siliciclásticas se forman inicialmente como depósitos de sedimentos poco compactos que incluyen gravas, arenas y lodos. El proceso de convertir sedimentos sueltos en rocas sedimentarias duras se llama litificación . Durante el proceso de litificación, los sedimentos sufren cambios físicos, químicos y mineralógicos antes de convertirse en roca. El principal proceso físico en la litificación es la compactación. A medida que continúa el transporte y la deposición de sedimentos, se depositan nuevos sedimentos sobre lechos previamente depositados, enterrandolos. El entierro continúa y el peso de los sedimentos suprayacentes provoca un aumento de temperatura y presión. Este aumento de temperatura y presión hace que los sedimentos de grano suelto se apiñen, lo que reduce la porosidad y esencialmente exprime el agua del sedimento. La porosidad se reduce aún más por la precipitación de minerales en los espacios porosos restantes. [3] La etapa final del proceso es la diagénesis y se analizará en detalle a continuación.
La cementación es el proceso diagenético mediante el cual los sedimentos clásticos gruesos se litifican o se consolidan en rocas duras y compactas, generalmente mediante la deposición o precipitación de minerales en los espacios entre los granos individuales de sedimento. [4] La cementación puede ocurrir simultáneamente con la deposición o en otro momento. Además, una vez que se deposita un sedimento, queda sujeto a cementación a través de las diversas etapas de diagénesis que se analizan a continuación.
La eogénesis se refiere a las primeras etapas de la diagénesis. Esto puede tener lugar a muy poca profundidad, desde unos pocos metros hasta decenas de metros por debajo de la superficie. Los cambios que se producen durante esta fase diagenética se relacionan principalmente con la reelaboración de los sedimentos. La compactación y el reempaquetado de granos, la bioturbación y los cambios mineralógicos ocurren en diversos grados. [3] Debido a las poca profundidad, los sedimentos experimentan sólo una compactación menor y una reorganización de los granos durante esta etapa. Los organismos reelaboran los sedimentos cerca de la interfaz de depósito excavando, arrastrándose y, en algunos casos, ingiriendo sedimentos. Este proceso puede destruir las estructuras sedimentarias que estaban presentes durante la deposición del sedimento. Estructuras como la laminación darán paso a nuevas estructuras asociadas a la actividad de los organismos. A pesar de estar cerca de la superficie, la eogénesis proporciona las condiciones para que se produzcan cambios mineralógicos importantes. Se trata principalmente de la precipitación de nuevos minerales.
Los cambios mineralógicos que ocurren durante la eogénesis dependen del ambiente en el que se ha depositado ese sedimento. Por ejemplo, la formación de pirita es característica de las condiciones reductoras en ambientes marinos. [3] La pirita puede formarse como cemento o reemplazar materiales orgánicos, como fragmentos de madera. Otras reacciones importantes incluyen la formación de clorita , glauconita , illita y óxido de hierro (si hay agua de poro oxigenada). En condiciones marinas también se produce la precipitación de feldespato potásico, sobrecrecimientos de cuarzo y cementos de carbonato. En entornos no marinos, las condiciones oxidantes casi siempre prevalecen, lo que significa que los óxidos de hierro se producen comúnmente junto con minerales arcillosos del grupo del caolín . La precipitación de cementos de cuarzo y calcita también puede ocurrir en condiciones no marinas.
A medida que los sedimentos se entierran a mayor profundidad, las presiones de carga aumentan, lo que da como resultado un empaquetamiento apretado del grano y un adelgazamiento del lecho. Esto provoca una mayor presión entre los granos, aumentando así la solubilidad de los granos. Como resultado, se produce la disolución parcial de los granos de silicato. Esto se llama soluciones a presión. Químicamente hablando, los aumentos de temperatura también pueden hacer que aumenten las velocidades de reacción química. Esto aumenta la solubilidad de los minerales más comunes (aparte de las evaporitas). [3] Además, los lechos se adelgazan y la porosidad disminuye, lo que permite que se produzca la cementación mediante la precipitación de cementos de sílice o carbonato en el espacio poroso restante.
En este proceso los minerales cristalizan a partir de soluciones acuosas que se filtran a través de los poros entre los granos de sedimento. El cemento que se produce puede tener o no la misma composición química que el sedimento. En las areniscas, los granos de la estructura suelen estar cementados con sílice o carbonato. El grado de cementación depende de la composición del sedimento. Por ejemplo, en areniscas líticas, la cementación es menos extensa porque el espacio poroso entre los granos de la estructura se llena con una matriz fangosa que deja poco espacio para que ocurra la precipitación. Este suele ser el caso también de las rocas de barro. Como resultado de la compactación, los sedimentos arcillosos que componen las rocas de barro son relativamente impermeables.
Durante el entierro profundo puede producirse la disolución de los granos de silicato de la estructura y del cemento de carbonato previamente formado. Las condiciones que fomentan esto son esencialmente opuestas a las requeridas para la cementación. Los fragmentos de roca y los minerales de silicato de baja estabilidad, como el feldespato plagioclasa , los piroxenos y los anfíboles , pueden disolverse como resultado del aumento de las temperaturas de enterramiento y la presencia de ácidos orgánicos en las aguas de los poros. La disolución de los granos de la estructura y los cementos aumenta la porosidad, especialmente en las areniscas. [3]
Esto se refiere al proceso mediante el cual un mineral se disuelve y un nuevo mineral llena el espacio mediante precipitación. El reemplazo puede ser parcial o completo. El reemplazo completo destruye la identidad de los minerales o fragmentos de roca originales, dando una visión sesgada de la mineralogía original de la roca. [3] La porosidad también puede verse afectada por este proceso. Por ejemplo, los minerales arcillosos tienden a llenar el espacio de los poros y, por tanto, reducen la porosidad.
En el proceso de entierro, es posible que los depósitos siliciclásticos se levanten posteriormente como resultado de un evento de formación de montañas o erosión . [3] Cuando se produce levantamiento, se exponen los depósitos enterrados a un entorno radicalmente nuevo. Debido a que el proceso lleva material a la superficie o más cerca de ella, los sedimentos que se levantan están sujetos a temperaturas y presiones más bajas, así como a agua de lluvia ligeramente ácida. En estas condiciones, los granos de la estructura y el cemento están nuevamente sujetos a disolución y, a su vez, a un aumento de la porosidad. Por otro lado, la telogénesis también puede transformar los granos de la estructura en arcillas, reduciendo así la porosidad. Estos cambios dependen de las condiciones específicas a las que está expuesta la roca, así como de la composición de la roca y las aguas de los poros. Las aguas intersticiales específicas pueden provocar una mayor precipitación de cementos de carbonato o de sílice. Este proceso también puede fomentar el proceso de oxidación en una variedad de minerales que contienen hierro.
Las brechas sedimentarias son un tipo de roca sedimentaria clástica que se compone de clastos de otras rocas sedimentarias, orientados aleatoriamente, de angulares a subangulares. Pueden formar:
En el campo, a veces puede resultar difícil distinguir entre una brecha sedimentaria de flujo de escombros y una brecha coluvial, especialmente si se trabaja enteramente a partir de información de perforación . Las brechas sedimentarias son una roca huésped integral para muchos depósitos sedimentarios exhalativos .
Las rocas ígneas clásticas incluyen rocas volcánicas piroclásticas como toba , aglomerado y brechas intrusivas , así como algunas morfologías intrusivas eutaxíticas y taxiticas marginales. Las rocas ígneas clásticas se rompen por flujo, inyección o disrupción explosiva de rocas ígneas o lavas sólidas o semisólidas .
Las rocas ígneas clásticas se pueden dividir en dos clases:
Las rocas metamórficas clásticas incluyen brechas formadas en fallas , así como algunas protomilonitas y pseudotaquilitas . Ocasionalmente, las rocas metamórficas pueden abrirse mediante fluidos hidrotermales , formando una brecha de hidrofractura .
Las rocas clásticas hidrotermales generalmente se restringen a aquellas formadas por hidrofractura , el proceso mediante el cual la circulación hidrotermal agrieta y abre brechas en las rocas de la pared y las rellena con vetas. Esto es particularmente prominente en depósitos de minerales epitermales y está asociado con zonas de alteración alrededor de muchas rocas intrusivas, especialmente granitos . Muchos depósitos de skarn y greisen están asociados con brechas hidrotermales.
Durante el impacto de un meteorito se puede formar una forma bastante rara de roca clástica . Está compuesto principalmente por material eyectado; clastos de roca campestre , fragmentos de roca fundida, tectitas (vidrio expulsado del cráter de impacto) y fragmentos exóticos, incluidos fragmentos derivados del propio impactador.
Identificar una roca clástica como una brecha de impacto requiere reconocer conos de fragmentación , tektitas, esferulitas y la morfología de un cráter de impacto , así como potencialmente reconocer firmas químicas y de oligoelementos particulares, especialmente osmiridio .
La definición del diccionario de clasto en Wikcionario