Una turbidita es el depósito geológico de una corriente de turbidez , que es un tipo de amalgama de flujo gravitacional de fluidos y sedimentos responsable de distribuir grandes cantidades de sedimento clástico en las profundidades del océano .
Las turbiditas fueron descritas correctamente por primera vez por Arnold H. Bouma (1962), [1] quien estudió sedimentos de aguas profundas y reconoció "intervalos de afinamiento" particulares dentro de las lutitas de grano fino de aguas profundas , que eran anómalos porque comenzaban en conglomerados de guijarros y terminaban en lutitas. Esto era anómalo porque dentro del océano profundo se había asumido históricamente que no había ningún mecanismo por el cual el flujo de tracción pudiera transportar y depositar sedimentos de grano grueso en las profundidades abisales.
Los ciclos de Bouma comienzan con un contacto erosivo de un lecho inferior grueso de guijarros a un conglomerado granular en una matriz arenosa, y van ascendiendo gradualmente a través de arenisca plana paralela gruesa y luego a media; a través de arenisca de estratificación cruzada ; arena/arena limosa de estratificación cruzada ondulada y, finalmente, limolita y pizarra laminar. Esta sucesión vertical de estructuras sedimentarias , estratificación y litología cambiante es representativa de corrientes de régimen de flujo de fuertes a menguantes y su sedimentación correspondiente.
Es poco común ver un ciclo completo de Bouma, ya que las corrientes de turbidez sucesivas pueden erosionar las secuencias superiores no consolidadas. Alternativamente, es posible que no esté presente toda la secuencia, dependiendo de si la sección expuesta estaba en el borde del lóbulo de la corriente de turbidez (donde puede estar presente como un depósito delgado) o en la pendiente superior del centro de deposición y se manifestó como un canal de erosión lleno de arenas finas que se van graduando hasta convertirse en un lodo pelágico .
Actualmente se reconoce que la progresión vertical de las estructuras sedimentarias descritas por Bouma se aplica a las turbiditas depositadas por corrientes de turbidez de baja densidad. A medida que aumenta la concentración de arena de un flujo, las colisiones grano a grano dentro de la suspensión turbia crean presiones dispersivas que se vuelven importantes para obstaculizar una mayor sedimentación de los granos. Como consecuencia, se desarrolla un conjunto ligeramente diferente de estructuras sedimentarias en las turbiditas depositadas por corrientes de turbidez de alta densidad. Este conjunto diferente de estructuras se conoce como la secuencia de Lowe , que es una clasificación descriptiva que complementa, pero no reemplaza, la secuencia de Bouma. [2]
Las turbiditas son sedimentos que se transportan y depositan por flujo de densidad , no por flujo de tracción o fricción .
La diferencia es que, en un cauce normal de un río o de un arroyo, las partículas de roca son arrastradas por la fricción del agua sobre ellas (lo que se conoce como flujo de tracción ). El agua debe viajar a una determinada velocidad para suspender la partícula en el agua y empujarla. Cuanto mayor sea el tamaño o la densidad de la partícula en relación con el fluido en el que se desplaza, mayor será la velocidad del agua necesaria para suspenderla y transportarla.
Sin embargo, el flujo basado en la densidad se produce cuando la licuefacción de sedimentos durante el transporte provoca un cambio en la densidad del fluido. Esto se logra generalmente con líquidos muy turbulentos que tienen una carga suspendida de partículas de grano fino que forman una suspensión . En este caso, los fragmentos de roca más grandes pueden transportarse a velocidades de agua demasiado bajas para hacerlo de otra manera debido al menor contraste de densidad (es decir, el agua más el sedimento tiene una densidad mayor que el agua y, por lo tanto, está más cerca de la densidad de la roca).
Esta condición se da en muchos entornos además del océano profundo, donde las turbiditas están particularmente bien representadas. Los lahares en las laderas de los volcanes, los deslizamientos de lodo y los flujos piroclásticos crean situaciones de flujo basadas en la densidad y, especialmente en estos últimos, pueden crear secuencias que son sorprendentemente similares a las turbiditas.
Las turbiditas en sedimentos pueden aparecer tanto en secuencias carbonatadas como siliciclásticas.
Las turbiditas clásicas de baja densidad se caracterizan por una estratificación gradada , marcas de ondulación de la corriente , laminaciones de ondulación ascendentes, secuencias alternas con sedimentos pelágicos , cambios distintivos en la fauna entre la turbidita y los sedimentos pelágicos nativos, marcas de suela , secuencias de sedimentos gruesos, estratificación regular y ausencia de características de aguas poco profundas. [3] Una progresión vertical diferente de las estructuras sedimentarias caracteriza a las turbiditas de alta densidad . [2]
Las acumulaciones masivas de turbiditas y otros depósitos de aguas profundas pueden dar lugar a la formación de abanicos submarinos . Los modelos sedimentarios de dichos sistemas de abanicos suelen subdividirse en secuencias de abanicos superiores, medios e inferiores, cada una con geometrías de cuerpos de arena, distribuciones de sedimentos y características litológicas distintas. [4] [5] [6]
Los depósitos de turbidita suelen aparecer en cuencas de antepaís .
Los modelos de abanicos submarinos suelen basarse en conceptos de fuente a sumidero [S2S] que vinculan las áreas de origen de los sedimentos y los sistemas de enrutamiento de los sedimentos con los entornos de deposición finales de los depósitos de turbidita. Su objetivo es proporcionar información sobre las relaciones entre los diferentes procesos geológicos y los sistemas de abanicos turbidíticos. Los procesos geológicos que influyen en los sistemas de turbidita pueden ser de origen alogénico o autógeno y los modelos de abanicos submarinos están diseñados para capturar el impacto de estos procesos en la presencia de yacimientos, la distribución de yacimientos, la morfología y la arquitectura de los depósitos de turbidita. [7] [8] Algunos de los forzamientos alogénicos significativos incluyen el efecto de las fluctuaciones del nivel del mar, los eventos tectónicos regionales, el tipo de suministro de sedimentos, la tasa de suministro de sedimentos y la concentración de sedimentos. [7] Los controles autógenos pueden incluir la topografía del fondo marino, los confinamientos y los gradientes de pendiente. [9] Hay alrededor de 26 modelos de abanicos submarinos. [10] Algunos modelos de abanicos comunes incluyen el modelo clásico de suprafan de fuente única, modelos que representan abanicos con lóbulos adjuntos, modelo de abanico con lóbulos separados y modelos de abanicos submarinos relacionados con la respuesta de los sistemas de turbidita a diferentes tamaños de grano y diferentes sistemas de alimentación. [11] [12] [13] [7] La integración de conjuntos de datos del subsuelo, como la reflexión sísmica 3D/4D, los registros de pozos y los datos de núcleos, así como los estudios de batimetría del fondo marino modernos, el modelado estratigráfico numérico directo y los experimentos con tanques de canal están permitiendo mejoras y un desarrollo más realista de los modelos de abanicos submarinos en diferentes cuencas. [14] [15]
Las turbiditas proporcionan un mecanismo para asignar un entorno tectónico y deposicional a secuencias sedimentarias antiguas, ya que suelen representar rocas de aguas profundas formadas en alta mar de un margen convergente , y generalmente requieren al menos una plataforma inclinada y alguna forma de tectonismo para desencadenar avalanchas basadas en la densidad. Las corrientes de densidad pueden desencadenarse en áreas de alto suministro de sedimentos solo por falla gravitacional. Las turbiditas pueden representar un registro de alta resolución de sismicidad y eventos de tormentas/inundaciones terrestres dependiendo de la conectividad de los sistemas de cañones/canales con fuentes de sedimentos terrestres. [16]
Las turbiditas de lagos y fiordos también son importantes porque pueden proporcionar evidencia cronológica de la frecuencia de los deslizamientos de tierra y los terremotos que presumiblemente los formaron, mediante la datación mediante radiocarbono o varvas por encima y por debajo de la turbidita. [17] [18]
Las secuencias de turbiditas son anfitriones clásicos de depósitos de oro en vetas, siendo el principal ejemplo Bendigo y Ballarat en Victoria, Australia , donde se han extraído más de 2.600 toneladas de oro de depósitos de arrecifes en silla de montar alojados en secuencias de esquisto de una espesa sucesión de turbiditas del Cámbrico-Ordovícico. También se conocen depósitos de oro del Proterozoico a partir de depósitos de cuencas de turbiditas.
Las acumulaciones litificadas de depósitos de turbidita pueden, con el tiempo, convertirse en yacimientos de hidrocarburos y la industria petrolera realiza grandes esfuerzos para predecir la ubicación, la forma general y las características internas de estos cuerpos de sedimentos con el fin de desarrollar eficientemente los campos y explorar nuevas reservas.
