Los sedimentos cíclicos (también llamados sedimentos rítmicos [1] ) son secuencias de rocas sedimentarias que se caracterizan por patrones repetitivos de diferentes tipos de rocas ( estratos ) o facies dentro de la secuencia. Los procesos que generan ciclicidad sedimentaria pueden ser autocíclicos o alocíclicos, y pueden dar lugar a pilas de ciclos sedimentarios de cientos o incluso miles de metros de espesor. El estudio de la estratigrafía secuencial se desarrolló a partir de controversias sobre las causas de la sedimentación cíclica. [2]
La sedimentación cíclica se produce cuando los ambientes de sedimentación cambian repetidamente. Los cambios en el ambiente de sedimentación influyen en el tipo y la cantidad de sedimentos que se depositan, lo que produce diferentes tipos de rocas sedimentarias. Al menos un tipo de roca, que se considera el punto de partida, debe repetirse. [1]
En función de los procesos que generan los depósitos cíclicos, se pueden distinguir dos tipos de sucesiones sedimentarias cíclicas.
Los alociclos son ciclos sedimentarios causados por procesos externos al sistema sedimentario y que involucran oscilaciones forzadas del sistema sedimentario; en este caso la sucesión cíclica registra algunas características del proceso de forzamiento ( fluctuaciones del nivel del mar , oscilaciones climáticas o actividad tectónica ). Las sucesiones alocíclicas pueden extenderse a grandes distancias y no se limitan a una única cuenca deposicional. [3]
Los cambios en el nivel del mar pueden crear sucesiones cíclicas de calizas , esquistos , carbones y tierras de asiento . Para que se hayan formado estos ciclos, el ambiente en el sitio de deposición debe haber estado cambiando radicalmente de marino a deltaico , luego lagunar y luego continental . Una causa del cambio del nivel del mar es la expansión o contracción de los glaciares continentales causada por el cambio climático . Los movimientos tectónicos también pueden afectar el entorno de deposición, al cambiar el nivel relativo local del mar . Los ciclos sedimentarios métricos podrían estar relacionados con una influencia astronómica ( Milankovitch ) en escalas de tiempo de 20.000 a 400.000 años (ver Cicloestratigrafía ). Pero estos estratos no son de ninguna utilidad en la correlación y no deben tomarse como una herramienta de "alta resolución" para la estratigrafía sin un control bioestratigráfico severo .
Los cambios estacionales en el clima pueden crear sedimentos cíclicos en forma de bandas alternas de arcilla y limo (también conocidas como varvas ). Por ejemplo, en una región glaciar donde los sedimentos se depositan en un lago , los sedimentos gruesos que están atrapados en el hielo se liberan cuando el hielo se derrite en el verano. Esto crea bandas de limo más pálidas y gruesas en los depósitos del lago. En invierno, el derretimiento es mínimo, lo que significa que solo se suministra material fino al lago, lo que genera capas delgadas de arcilla. Las varvas se forman a través de un proceso alocíclico, pero debido a que los ciclos se limitan a la cuenca de sedimentación, la extensión lateral de los estratos resultantes es limitada.
Los autociclos son ciclos sedimentarios que se crean por procesos que sólo tienen lugar dentro de la cuenca de deposición y que implican oscilaciones libres del sistema sedimentario; de hecho, la sucesión cíclica resultante es sólo función de los parámetros geométricos y sedimentarios característicos del sistema deposicional (por ejemplo: dimensión y forma de la plataforma, productividad de carbonatos, etc.). Los autociclos muestran una continuidad estratigráfica limitada . [3]
Septfontaine M. (1985) proporcionó un ejemplo de sedimentación autocíclica en una plataforma carbonatada: Entornos deposicionales y foraminíferos asociados (lituolids) en la plataforma carbonatada liásica media de Marruecos.- Rev. de Micropal., 28/4, 265-289. Véase también www.palgeo.ch/publications.
El debate sobre las causas de la sedimentación cíclica ha sido polémico en el pasado y sigue sin resolverse. La estratigrafía secuencial, el estudio del cambio del nivel del mar mediante el examen de los depósitos sedimentarios, se desarrolló a partir de la controversia de siglos de antigüedad sobre el origen de la sedimentación cíclica y la importancia relativa de los factores eustáticos y tectónicos en el cambio del nivel del mar. [2]
Otro problema con el estudio de los sedimentos cíclicos es que los distintos investigadores tienen distintos criterios para identificar los ciclos y las superficies que separan las capas sedimentarias dentro de los ciclos. Tampoco existe una terminología y un esquema de clasificación uniformes para describir la naturaleza de los ciclos observados en el registro estratigráfico. Esto se debe principalmente a que la datación absoluta de la edad no es lo suficientemente precisa en la actualidad. [1]
Un ciclo sedimentario perimadal (o parasecuencia perimadal ) es el resultado típico de la progradación de las planicies mareales en la laguna, y puede tener un origen autocíclico o alocíclico.
En entornos de aguas poco profundas, dentro, debajo y justo por encima de la amplitud de las mareas, se depositan sucesiones espesas de carbonatos perimareales. Muchas plataformas carbonatadas antiguas y modernas se caracterizan por este tipo de deposición.
Una de las propiedades fundamentales de las sucesiones perimareales de carbonato es la disposición de las facies submareales, intermareales y supramareales en ciclotemas o parasecuencias asimétricas y poco profundas (Hardie y Shinn, 1986) [4].
El modelo de Ginsburg aborda las sucesiones cíclicas en el caso específico de una llanura mareal y una laguna, introduciendo el importante concepto de que los ciclos peritidales de carbonato pueden formarse sin forzamiento externo.
Ginsburg (1971) sugirió que las parasecuencias asimétricas que se aplanan hacia arriba podrían producirse en condiciones de subsidencia constante y nivel eustático del mar constante mediante el transporte terrestre de sedimentos carbonatados desde las zonas submareales, lo que conduce a la progradación de las zonas intermareales y supramareales. La progradación continua reduce el tamaño del área submareal productiva, lo que reduce el suministro de sedimentos hasta que no puede seguir el ritmo de la subsidencia. Cuando el área se hunde y se vuelve supramareal una vez más, las áreas intermareales y supramareales se vuelven a inundar, comenzando un nuevo ciclo. [4]
El modelo se desarrolló sobre la base de los ejemplos de la laguna de Florida y las planicies de marea de Bahamas. La laguna de la bahía de Florida y las planicies de marea de Bahamas y el golfo Pérsico son trampas para los sedimentos finos producidos en las grandes plataformas o plataformas abiertas adyacentes a las que se enfrentan. El lodo carbonatado se produce por precipitación y por la desintegración de esqueletos orgánicos en las extensas áreas de origen. Luego se mueve hacia la costa por circulación impulsada por el viento, marea o similar a la de los estuarios, y se deposita gracias a la estabilización de plantas y animales marinos. Como muchas veces las áreas de fuentes marinas abiertas son más grandes que las trampas cercanas a la costa, debido a la falta de espacio de acomodación, la cuña de sedimentos inevitablemente prograda hacia el mar. Esta progradación hacia el mar da un ciclo regresivo desde la plataforma o plataforma marina abierta hasta la planicie supramareal. Como consecuencia, el tamaño del área de fuente marina abierta disminuye y la producción de lodo se reduce y ya no excede la subsidencia continua lenta. La acumulación de lodo carbonatado se detiene y comienza una nueva transgresión. Cuando el área fuente se expande de tal manera que la producción nuevamente excede el hundimiento, comienza un nuevo ciclo regresivo.
El supuesto de Ginsburg es considerar el hundimiento constante y continuo en el área de las Bahamas (márgenes pasivos) e idealizar una pendiente casi horizontal.
Un esquema sintético puede ser útil para la comprensión completa del modelo (ver la imagen):
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