Una descripción breve y fácil de entender de la cementación es que los minerales unen los granos de sedimento al crecer alrededor de ellos. Este proceso se denomina cementación y es parte del ciclo de las rocas.
La cementación implica que los iones transportados en el agua subterránea se precipiten químicamente para formar nuevo material cristalino entre los granos sedimentarios . Los nuevos minerales que rellenan los poros forman "puentes" entre los granos sedimentarios originales, uniéndolos así. De esta manera, la arena se convierte en arenisca y la grava se convierte en conglomerado o brecha . La cementación ocurre como parte de la diagénesis o litificación de los sedimentos. La cementación se produce principalmente por debajo del nivel freático, independientemente de los tamaños de grano sedimentario presentes. Grandes volúmenes de agua de poro deben pasar a través de los poros del sedimento para que los nuevos cementos minerales cristalicen y, por lo tanto, generalmente se requieren millones de años para completar el proceso de cementación. Los cementos minerales comunes incluyen calcita , cuarzo y fases de sílice como cristobalita , óxidos de hierro y minerales arcillosos ; también existen otros cementos minerales.
La cementación es continua en la zona de aguas subterráneas, hasta el punto de que el término "zona de cementación" a veces se utiliza indistintamente. La cementación se produce en fisuras u otras aberturas de las rocas existentes y es un proceso dinámico más o menos en equilibrio con un proceso de disolución o disolución.
El cemento que se encuentra en el fondo marino es comúnmente aragonito y puede adoptar diferentes formas texturales. Estas formas texturales incluyen cemento colgante, cemento meniscal, cemento isopáco, cemento en forma de aguja, cemento botrioidal, cemento en bloques, cemento de borde sintaxial y cemento en mosaico grueso. El entorno en el que se encuentra cada uno de los cementos depende del espacio poroso disponible. Los cementos que se encuentran en las zonas freáticas incluyen: cementos isopáco, en bloques y de borde sintaxial. En cuanto a la cementación de calcita, que ocurre en los reinos meteóricos (fuentes de agua dulce), el cemento se produce por la disolución de aragonito menos estable y calcita con alto contenido de Mg. (Boggs, 2011)
La clasificación de las rocas mediante la clasificación Folk depende de la matriz, que puede ser espátula (compuesta predominantemente de cemento) o micrítica (compuesta predominantemente de lodo).
La roca de playa es un tipo de arena de playa carbonatada que se ha cementado mediante un proceso llamado cementación sinsedimentaria. La roca de playa puede contener cementos meniscales o cementos colgantes. A medida que el agua entre los espacios estrechos de los granos se drena de la roca de playa, una pequeña parte de ella es retenida por fuerzas capilares , donde se formará el cemento meniscal. Los cementos colgantes se forman en la parte inferior de los granos donde se retienen las gotas de agua.
Los suelos duros son costras duras de material carbonatado que se forman en el fondo del océano, por debajo del nivel de marea más bajo. El cemento isopáco (que significa de igual espesor) se forma en condiciones subacuáticas donde los granos están completamente rodeados de agua (Boggs, 2006).
Los cementos de carbonato también pueden ser formados por organismos biológicos como Sporosarcina pasteurii , que une la arena con compuestos orgánicos y una fuente de calcio (Chou et al. , 2010).
La cementación tiene efectos significativos en las propiedades y la estabilidad de muchos materiales del suelo. La cementación no siempre se identifica fácilmente y sus efectos no se pueden determinar cuantitativamente con facilidad. Se sabe que contribuye a la suavidad de la arcilla y puede ser responsable de una aparente presión de preconsolidación. La filtración de compuestos de hierro de una arcilla muy sensible de Labrador, Canadá, resultó en una reducción de 30 t/m en la aparente presión de preconsolidación. [1] Coop y Airey (2003) muestran que para los suelos carbonatados, la cementación se desarrolla inmediatamente después de la deposición y permite que el suelo mantenga una estructura suelta. El no reconocimiento de la cementación ha dado lugar a disputas de construcción. [2] Por ejemplo, un terreno en un proyecto importante está marcado como glaciar en los planos del contrato. Era tan duro que tuvo que ser detonado. El contratista afirmó que el suelo se cementó durante la excavación, ya que se formó debido a la matriz de arcilla y la grava. El propietario concluyó que esto se debía a la erosión de los guijarros. Una evaluación adecuada del material antes de la adjudicación del contrato podría haber evitado el problema. Las partículas de arcilla se adhieren a las superficies de partículas de limo y arena más grandes, un proceso llamado unión de arcilla. Finalmente, los granos más grandes se incrustan en una matriz de arcilla y su influencia en el comportamiento geotécnico es limitada. El confinamiento de arcilla mantiene una gran proporción de huecos incluso con tensiones efectivas altas, lo que permite que surjan las fuerzas entre partículas.
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