¿Qué son las Rocas Sedimentarias?

Las rocas sedimentarias son aquellas que se forman por la acumulación y litificación de partículas que se han generado por procesos físicos, químicos y biológicos que ocurren en la superficie de la Tierra y que afectan a los distintos tipos de roca (rocas ígneas, rocas metamórficas e inclusive a las mismas rocas sedimentarias).

Además contienen fósiles que nos suministran información sobre la edad y la historia geológica de los estratos, así como determinar su origen y las condiciones en que se formaron como el clima que preponderaba en ese tiempo y otros muchos datos que pueden obtenerse de estas rocas.

Las rocas más antiguas son los principales componentes de las rocas sedimentarias bajo el efecto combinado de procesos y agentes atmosféricos, tales como el agua, el viento y el hielo glaciar. Estos son los principales factores de erosión de las rocas y además transportan los sedimentos a otros lugares para su posterior consolidación.

Millones de toneladas de sedimentos son llevados a los lagos y a los depósitos oceánicos todos los días. 

Durante el transporte, los fragmentos sólidos de rocas, tales como grava, arena, fango y arcilla tienden a clasificarse por tamaños. La depositación de los sedimentos dependerá del tamaño de estos y de la fuerza de la corriente. 

En caso de ser agua el agente que lo transporte, o bien, las partículas pequeñas pueden ser transportadas por el viento.

El proceso ordenado de sedimentación puede ser alterado por corrientes y por las condiciones del fondo interviniendo el movimiento del agua moviendo al sedimento, por lo que rara vez los sedimentos pueden estar puros. 

Por lo general las gravas contienen arena, las arenas contienen barro o arcilla, los barros contienen arenas finas o materiales calizas y las rocas calizas pueden contener arcilla y arena.

La estratificación es el modo de alternar las capas de material sedimentario y es la forma de casi todas las rocas sedimentarias; las condiciones de sedimentación no son uniformes o continuas. Las arenas fangosas pueden alternar con barro, así como los barros pueden depositarse con rocas calcáreas.

Algunos sedimentos, cuando están depositados debajo de las capas más jóvenes, se consolidan por la presión ejercida por las rocas más jóvenes si el agua sale de ellos.

Otros se convierten en coherentes por el proceso de cementación. Las gravas se convierten en conglomerados, las arenas en areniscas y los fangos calcáreos en piedra caliza.

El espesor de los estratos de los distintos sedimentos va desde unos cuantos centímetros hasta cientos de metros, el Gran Cañón del Río Colorado es perfecto para ejemplificar las rocas sedimentarias estratificadas, tal como se presenta en la fotografía de la Figura 1.

Las rocas sedimentarias pueden contener datos sobre mares antiguos, su área, su avance o retroceso sobre los continentes, el tiempo y grado de elevación de zonas continentales y la época de formación de las cadenas montañosas.

La vida pasada puede estudiarse por medio de fósiles conservados en los estratos. Algunas variedades de fósiles se encuentran sólo en capas que se formaron en cierto tiempo, indicando la edad relativa de las capas que lo contienen. Estas permiten tener información respecto a que si estos depósitos pueden clasificarse como trampas de hidrocarburos.

Las rocas sedimentarias son de principal interés para geólogos e ingenieros de yacimiento, debido a que en ella se realiza el proceso de generación, almacenamiento y entrampamiento de los hidrocarburos, con las propiedades y características peculiares de cada tipo de roca.

Características de las Rocas Sedimentarias

Las rocas sedimentarias se caracterizan por los siguientes rasgos:

• Presentan una estructura estratificada, con capas producidas por el carácter a la vez progresivo y discontinuo del proceso de sedimentación. A los estratos se le denominan capas.

• Las rocas sedimentarias pueden tener estructuras sedimentarias y fósiles en su composición.

• Algunas rocas sedimentarias suelen ser más o menos permeables, especialmente las detríticas. Por tanto favorece la circulación o depósito de agua subterránea y otros fluidos, como los hidrocarburos.

• Las rocas sedimentarias están asociadas a procesos que ocurren sobre la corteza terrestre (meteorización. erosión, transporte, sedimentación, diagénesis y litificación).

Origen de las Rocas Sedimentarias

Si partimos del ciclo de las rocas (ver Figura 2), las rocas ígneas que afloran en superficie empezarán a experimentar un proceso de meteorización, por lo que los efectos de la intemperie hará un proceso lento de desintegración y descomposición de esta roca. 

Los materiales que resultan de este proceso de desplazan pendiente abajo por la gravedad y accionados a través de un agente erosivo, como las aguas superficiales, el viento, las olas y los glaciares.

Para este punto, éstas partículas pasan a denominarse sedimentos, que pueden seguir su recorrido hacia los océanos, zonas de acumulación como las llanuras de inundación de un río, los desiertos, pantanos y dunas. 

Los sedimentos experimentan un proceso de litificación, que propiamente es un proceso de transformación a roca. Se formará una roca sedimentaria cuando este sedimento es compactado por el peso de las capas suprayacentes. También puede ser cementado a través de procesos secundarios.

Existen caminos alternativos en la formación de las rocas sedimentarias. Las capas suprayacentes pueden ser erosionadas, dejando expuestas las rocas que antes estaban enterradas. 

Cuando ocurre esta situación, los materiales son meteorizados y convertidos en nueva materia prima para la generación de nuevas rocas sedimentarias, repitiendo el ciclo básico de las rocas.

Las rocas sedimentarias se pueden formar a partir de los siguientes materiales de acuerdo a su origen:

• Terrígenos o derivados de la Tierra.
• Orgánicos.
• Volcánicos.
• Magmáticos.
• Extraterrestres o meteoríticos.

Terrígenos o derivados de la Tierra

Las gravas, arenas y fangos tienen su origen en los continentes, además de que las soluciones derivadas de la tierra llevan varios precipitados químicos como el cloruro de sodio, carbonato de calcio y de magnesio, nódulos de hierro, manganeso, fósforo y barita que son las que forman en conjunto a estas rocas.

Los materiales terrígenos, tanto sólidos como en solución están formados por la desintegración y descomposición de las rocas de todas las clases y representan los últimos períodos de erosión.

Orgánicos

Estan formados por constituyentes que alguna vez se disolvieron en el agua y que más tarde fueron extraídos por la actividad de animales y plantas. Algunos organismos usan materia inorgánica para formar sus huesos, capazones o conchas. 

Estas estructuras contienen diversas cantidades de fosfatos, sulfuros, óxidos de hierro, carbonatos de calcio, magnesio y sílice, que son los que se acumulan en los sedimentos cuando estos organismos ya no tienen vida.

Algunos organismos llevan a cabo reacciones químicas con los sedimentos con los que se encuentren y otros están formados por restos alterados de plantas.

Volcánicos

Los sedimentos volcánicos precisamente son originados por los volcanes y depositados ya sea sobre la tierra o el agua, estos sedimentos están en forma de polvo fino volcánico, ceniza, arena y escorias nacidas de las corrientes y además de otras partículas más grandes como las bombas volcánicas.

Magmáticos

Son aquellos que presentan sustancias disueltas que fueron transportadas desde dentro de la tierra unidas a magmas, estos se depositan en la tierra en forma de chorros calientes y también en el fondo del mar.

Meteoríticos

Son materiales que vienen del espacio exterior y resultan de la oxidación o combustión de los meteoritos que llegan a la tierra a través de la atmósfera terrestre, estos materiales llegan como polvo fino y se depositan ya sea en tierra o en el mar.

Clasificación de las Rocas Sedimentarias

Existen diversas clasificaciones de las Rocas Sedimentarias de acuerdo a su origen y composición. De acuerdo a varios autores, las rocas sedimentarias se clasifican en detríticas y químicas. 

Adicionalmente las rocas detríticas se pueden subclasificar de acuerdo al tamaño de los clastos, mientras que para las rocas sedimentarias químicas, pueden subclasificarse de acuerdo a su composición mineral.

Está clasificación resulta algo rígida con respecto a lo que se puede observar en la naturaleza, debido a que es un hecho común que rocas detríticas tengas ciertas cantidades de roca de tipo química en su composición y viceversa. 

Muchas calizas por ejemplo, contienen cantidades variables de limo o arena, lo que les proporciona una calidad «arenosa» o «arcillosa». 

A la inversa, debido a que prácticamente todas las rocas detríticas están cementadas con material que estuvo originalmente disuelto en agua, éstas también están muy lejos de ser «puras».

Para comprender mejor la naturaleza de las rocas sedimentarias, se han clasificado en 4 tipos principales:

• Detríticas o Clásticas.
• Químicas.
• Bioquímicas.
• Orgánicas.

Rocas Sedimentarias Detríticas o Clásticas

Las rocas sedimentarias clásticas o detríticas son todas aquellas formadas por granos (clastos o detritos) que se han formado por acción de la meteorización física y erosión de cualquier tipo de preexistente (ígnea, sedimentaria y/o metamórfica). 

Los detritos son transportados por agentes como el agua y el viento hacia una cuenca sedimentaria, donde por proceso de diagénesis y el peso de la capas suprayacentes formará una roca sedimentaria detrítica. 

Las rocas de este grupo la conforman los conglomerados, brechas, areniscas, lutitas entre otras. En la Figura 3 se puede observar las principales rocas sedimentarias detríticas.

Rocas Sedimentarias Químicas

Las rocas sedimentarias químicas son todas aquellas formadas por la acción química directa de partículas iónicas y coloidales disueltas en soluciones acuosas salinas concentradas. 

La concentración de los iones o partículas en el agua empieza con la meteorización química de cualquier tipo de roca.

Por causa de los procesos de evaporación y sobresaturación de las soluciones, es que estos iones disueltos precipitan y generan a este tipo de rocas. 

Algunos ejemplos comunes que representan a este tipo de rocas son las evaporitas, rocas de hierro, caliza químicas (oolitas y travertino) y dolomitas químicas. En la Figura 4, se pueden observar las principales rocas sedimentarias químicas.

Rocas Sedimentarias Bioquímicas

Las rocas sedimentarias bioquímicas son aquellas que se forman por la acumulación y litificación del material sólido que han generado organismos vivos en diferentes ambientes geológicos. 

Estos organismos vivos tienen la capacidad de extraer los iones disueltos en el agua de mar para formar conchas y caparazones sólidos, que forman parte de su organismo.

Cuando estos organismos vivos mueren, sus caparazones se acumulan en el fondo del océano, y por procesos de diagénesis y litificación se forma una roca sedimentaria bioquímica. 

Ejemplos de este tipo de roca incluyen: caliza bioquímica, chert bioquímico, caliza fosilífera, creta, entre otras. En la Figura 4, se pueden observar las principales rocas sedimentarias bioquímicas.

Rocas Sedimentarias Orgánicas

Las rocas sedimentarias orgánicas se forman por el proceso de acumulación, diagénesis y litificación de restos de plantas y algunos seres vivos (microorganismos principalmente). 

Ejemplos de este tipo de roca se encuentran toda la serie del carbón (turba, lignito, carbón bituminoso y antracita), que son rocas relacionadas con la formación del petróleo y gas. En la Figura 5, se puede observar una muestra de carbón.

Importancia de las Rocas Sedimentarias

El conocimiento de las rocas sedimentarias es importante desde el punto de vista económico y también científico, debido principalmente a:

Dan información sobre la superficie terrestre en tiempos pasados, y por tanto nos permiten un acercamiento a la Historia Geológica de nuestro planeta.

Ocupan más del 66% de la superficie terrestre y gran parte de los fondos oceánicos. Muchas grandes ciudades están ubicadas en terrenos sedimentarios.

Los sedimentos y rocas sedimentarias tienen una amplia gama de usos en la industria y sociedad en el mundo contemporáneo:

• En la industria energética, las rocas sedimentarias pueden albergar hidrocarburos en su espacio poroso. Esto ha permitido el desarrollado la industria petrolera, acelerando la motorización del comercio y globalización mundial.

• En la industria de la construcción civil, la caliza se explora y explota para fabricar cemento. La grava, arcillas y arenas se usan para agregados en el concreto y para relleno o basamento en obras de ingeniería civil.

• En la industria química, las fosforitas, y algunas evaporitas se usan para fabricar productos farmacéuticos, productos para la agricultura y mejoramiento de suelos.

• En la industria del agua, la mayoría de acuíferos se encuentran en rocas sedimentarias.

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