sedimentologia tema 1 i-2012

7/31/2019 Sedimentologia Tema 1 I-2012

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Prof. Lus FajardoTelf. 0212-6053123 / 0412-6343575

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Contenido Tema 1 (Parte 1)

1. Sedimentologa. Relacin con otras reas de las ciencias de la tierra.2. reas de inters en el campo de la sedimentologa.

3. Importancia econmica.

4. Ciclo de las rocas.

5. Origen y tipos de sedimentos.

6. Tipos de partculas sedimentarias.

7. Rocas sedimentarias. Distribucin de las rocas sedimentarias en elespacio y tiempo.

8. Textura, granulometra y escala granulomtrica de rocas clsticas.

9. Textura de rocas carbonticas.10. Bibliografa.

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1. Sedimentologa

Sedimentologa (1/2):

Trmino propuesto por H.A. Wadell en 1932, que lo define como el

estudio cientfico de los sedimentos.

Los sedimentos se refieren a los regolitos que han sido transportados.

La sedimentologa se define de manera cerrada incluyendo: La sedimentacin: estudio cientfico de los procesos sedimentarios, pero excluyendo la

diagnesis.

La petrologa sedimentaria que se refiere al estudio e interpretacin gentica de las

rocas sedimentarias. La estratigrafa estudio cientfico de los estratos.

La tectnica sedimentaria, estudio cientfico de los aspectos tectnicos de los estratos

sedimentarios.

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1. Sedimentologa

Regolito lunar (NASA)

Desierto de Atacama, relieve alisado. Regin de Copiap, Chile.


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1. Sedimentologa

Sedimentologa (2/2):

La sedimentologa tiene estrecha relacin con dos aspectos de la

estratigrafa: 1. La litoestratigrafa (estudio de las caractersticas fsicas de

los estratos), y 2. La bioestratigrafa (estudio del contenido fsil en los

estratos).

La sedimentologa es uno de los ncleos de las disciplinas que conforman

a la geologa.

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1. Sedimentologa

Algunos aspectos de inters (1/4):

El nacimiento de la geologa moderna comenz con James Hutton (1727-1797) con el concepto revolucionario del gran ciclo geolgico. Este autor argument que la historia de la tierra podra ser descifrada del

estudio de las capas de rocas estratificadas.

Las observaciones de eventos naturales que se les denominaron como

eventos geolgicos comenzaron a ser acumuladas a principios del sigloXIX. Muchos filsofos naturales y cientficos de la poca establecieron laedad de la tierra basadas en las escrituras del Viejo Testamento (Biblia)con un tiempo estndar de 6000 aos y otros le daban a la tierra una edadinfinita.

Diluvianismo y catastrofismo, Georges Cuvier, (1769-1832). Charles Lyell, escribi el libro de tres volmenes, el primero en 1830 y el

tercero en 1833. l estableci el trmino existen causas basado en elanlisis del record geolgico. Realiz estudios de sedimentos modernos ysu comparacin con las rocas sedimentarias.

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1. Sedimentologa

James Hutton (Edimburgo,

1726-1797)

Georges Cuvier

(Francia, 1769 1832)

Sir Charles Lyell (Escocia,

1797-1875)
http://es.wikipedia.org/wiki/Edimburgohttp://es.wikipedia.org/wiki/1726http://es.wikipedia.org/wiki/1797http://es.wikipedia.org/wiki/1769http://es.wikipedia.org/wiki/1832http://es.wikipedia.org/wiki/1832http://es.wikipedia.org/wiki/1769http://es.wikipedia.org/wiki/1797http://es.wikipedia.org/wiki/1726http://es.wikipedia.org/wiki/Edimburgo


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1. Sedimentologa


Charles Lyell, escribi el libro de tres volmenes, el primero en 1830 y eltercero en 1833. l estableci el trmino existen causas basado en elanlisis del record geolgico. Realiz estudios de sedimentos modernos ysu comparacin con las rocas sedimentarias.

Estableci el uso de los estratos sedimentarios para definir la escala de

tiempo geolgico, y el estudio de los procesos geolgicos de los ambientesen los cuales se depositan los sedimentos modernos para comparar yrealizar las reconstrucciones paleogeogrficas, paleoecolgicas ypaleoclimticas.

La doctrina del Uniformismo, se refiere a que la formacin de todos los

estratos sedimentarios pueden ser explicados en base a los procesos queoperan ahora y basados en resultados experimentales (James Hutton yCharles Lyell).

El principio del actualismo (Archibald Geikie, 1905) El presente es la clavedel pasado. Este trmino es recientemente el ms aceptado por lossedimentlogos.

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1. Sedimentologa


La importancia de la sedimentologa para la geologa esta amarrada alconocimiento acerca de los ocanos. La historia de la comprensin de los ocanos puede ser dividida en cuatro

periodos: 1. Pre-Challenger expedicin (antes de 1872); 2. Los resultadosde la expedicin Challenger (1872-1876); 3. Post-Challenger expedicin y

pre-segunda guerra mundial; y 4. Post-segunda guerra mundial. 1. El conocimiento de los ocanos se limit a las costas y zonas poco profundas. Elconocimiento se baso en la navegacin comercial y en la colocacin de los cablestelegrficos submarinos.

2. Medicin de la temperatura de las aguas a diferentes profundidades, toma demuestras de agua, plantas y animales, toma de sedimentos (expedicin dur 3 aos).Otras contribuciones como son: la clasificacin de los sedimentos pelgicos.

3. El hundimiento del Titanic incentivo los esfuerzos para el uso de las ondas de sonidopara el estudio del fondo ocenico. La expedicin German Meteor en el sur del Atlnticoen 1920 fue la primera en mapear con detalle el fondo marino por medio del uso de lasondas de sonido. El primer mapa fue publicado por Veatch y Smith en 1939. Larefinacin de esta herramienta tomo lugar luego de la Segunda Guerra Mundial.

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II Guerra Mundial 1939-1945HSM Challenger (120000

Kms a travs de losocanos Atlntico, rtico,Indico y parte delPacfico)


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1. Sedimentologa


4. La explosin del conocimiento acerca de los ocanos fue seguido por la SegundaGuerra Mundial como resultado de la interaccin de gran cantidad de cientficos, nuevasherramientas y generosos soportes financieros. La reposicin de la expedicinChallenger a bordo del Buque Albatross, donde se colectaron muestras de sedimentoscon el sistema Kullenberg ncleo pistn.

La sedimentologa marina se revolucion como resultado de la informacinproporcionada por la precisin de eco snico, ncleo-pistn, imgenes del fondo

ocenico con pelcula fotogrfica realizada por cientficos usando SCUBA e investigacinen sumergibles, la reflexin ssmica y el desarrollo del eco snico.

Otros avances en otras ciencias fsicas son: la radiactividad, espectro electromagntico,istopos, estratigrafa de rocas volcnicas, fisiologa de secreciones esqueletales,hidrologa, ciencias espaciales y ciencia del suelo.

Nuevas herramientas: microscopio petrogrfico (Sorby, 1859), catodoluminiscencia

(1960), difraccin de rayos X (1920), microscopio electrnico, microsonda electrnica,estudio de isotopos estables (carbono y oxgeno), desarrollo de herramientas por partede las compaas petroleras que proporcionan datos del subsuelo y distribucin de losestratos (sismografa, magnetometra y gravimetra).

Recientemente las fotografas areas y satelitales. Avanz rpidamente desde 1950 producto de los incentivos econmicos proporcionados

para la exploracin y explotacin de gas y petrleo.Prof. Lus Fajardo


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Nucleador de pistn

Jacques-YvesCousteau (Francia,1910-1997)

SCUBA
http://es.wikipedia.org/wiki/1910http://es.wikipedia.org/wiki/1997http://es.wikipedia.org/wiki/1997http://es.wikipedia.org/wiki/1910


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1. Sedimentologa

Rama de la geologa que se encarga de estudiar los sedimentos

modernos (gravas, arenas, limos y arcillas) y los procesos que se llevan acabo para su depositacin en un medio sedimentario. El entendimiento delos procesos actuales permite la interpretacin y reconstruccin de lahistoria geolgica de las rocas sedimentarias y estructuras observadas quese originaron en el pasado geolgico.

La sedimentologa como ncleo de la geologa moderna estarelacionada con los estudios de exploracin de reservas de recursosnaturales,como los hidrocarburos, existiendo una conexin ntima entrela sedimentologa y la industria petrolera.

Es la base de estudio para disciplinas como: Paleontologa, CienciasAtmosfricas, Oceanografa, Ciencia del Suelo, Ciencia Espacial, Fisiologadessecrecionessesqueletales,pPetrologassedimentaria, Estratigrafa,Ambientes sedimentarios, Geoqumica, Geologa marina, Secuenciasestratigrficas.

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1. Sedimentologa

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(http://www.slideshare.net/jealitzaroux/rocas-sedimentarias-1545766)
http://www.slideshare.net/jealitzaroux/rocas-sedimentarias-1545766http://www.slideshare.net/jealitzaroux/rocas-sedimentarias-1545766http://www.slideshare.net/jealitzaroux/rocas-sedimentarias-1545766http://www.slideshare.net/jealitzaroux/rocas-sedimentarias-1545766http://www.slideshare.net/jealitzaroux/rocas-sedimentarias-1545766http://www.slideshare.net/jealitzaroux/rocas-sedimentarias-1545766http://www.slideshare.net/jealitzaroux/rocas-sedimentarias-1545766


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2. reas de inters en el campo de la sedimentologa.

Origen de los sedimentos clsticos y no clsticos.

Propiedades de los sedimentos. Textura de los sedimentos. Grado de madurez de los sedimentos.

Morfologa de los sedimentos. Ciclo sedimentario (procesos). Petrologa de rocas clsticas y no clsticas.

Ambientes sedimentarios. Estructuras sedimentarias. Tectnica y sedimentacin.

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3. Importancia econmica de los sedimentos y rocas sedimentarias.

Las rocas sedimentarias son de gran importancia para el hombre, enellas se encuentran las grandes reservas de hidrocarburos, agua, carbn,

depsitos salinos, fsforo, sulfuros, hierro, metales preciosos (oro, plata,cobre) y uranio. Las diversas rocas y minerales sedimentarios se utilizan en laindustria de los alimentos, construccin, minera y farmacutica.

En el caso especfico de las rocas carbonticas, poseen texturas y fsiles

que han permitido la reconstruccin de cambios evolutivos de la biota en elplaneta, determinacin de edades absolutas, cambios del nivel del mar y lascondiciones fisicoqumicas de las aguas marinas y terrestres.

Las rocas sedimentarias representan un 75% de las rocas que afloran enla superficie terrestre, razn por la que el hombre puede tener acceso demanera ms inmediata para la explotacin de recursos de inters.Actualmente, producto de los avances tecnolgicos no solamente se realizanactividades de exploracin y explotacin en el continente, sino tambin en elsustrato rocoso del fondo ocenico (exploracin y explotacin costa afuera).

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4. Ciclo de las rocas.

La tierra es un sistema. El ciclo de las rocas nos permite examinarmuchas de las interrelaciones entre las diferentes partes del sistema. Coneste ciclo podemos comprender el origen de las rocas gneas, metamrficas ysedimentarias; adems de observar las relaciones y cambios que ocurrenentre ellas producto de las condiciones fsicas, qumicas y biolgicas delplaneta.

Prof. Lus Fajardo(Modificado Judson y Kauffman, 1990)


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La generacin de sedimentos yrocas sedimentarias estninfluenciadas fuertemente por latectnica global, cambios delnivel del mar, y condiciones

climticas existentes en lasdistintas regiones del planeta.Todos los sedimentos se originanproducto de procesos fsicos,qumicos y biolgicos.

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(Tarbuck, E. y Lutgens, F. 1999)


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Prof. Lus FajardoCambios en el nivel del mar, ciclos 1 orden (100 a 400 M.a., ciclos2 orden de 10 a100 M.a. (Vail et all. 1977; Plint et all. 1992).


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Eustacia, nivel relativo del mar y profundidad de agua, como una funcin de la superficie del mar,fondo del mar y posicin del datum del substrato (Tomado de Kendall, 2006).


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A) Morfologa y B) batimetra marina en bordes continentales.

A

B


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Zonas ftica y aftica en los ambientes marinos.


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Regiones ocenicas segn la distancia a la costa


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Ambientes marinos y morfologa con la situacin general de los maresepicontinentales y pericontinentales (Flugel, 1982; Modificado Mndez, 2006).


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Ambientes marinos y morfologa con la situacin general de los maresepicontinentales y pericontinentales


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Ambientes marinos y morfologa con la situacin general de los maresepicontinentales y pericontinentales


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Clasificacin oceanogrfica con la distribucin de las diversas zonas ocenicas(Flugel, 1982; Modificado Mndez, 2006)


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El clima causa cambios fsicos y qumicos en los distintos tipos de rocas(gneas, metamrficas y sedimentarias pre-existentes) originando laconcentracin de fragmentos y residuos minerales resistentes (silicatos yfragmentos de rocas) y la formacin de minerales secundarios tales como lasarcillas, xidos e hidrxidos de hierro y aluminio.

Los constituyentes en solucin como el Ca, K, Na, Fe, Mn, Mg, Cl ySlice producto de la meteorizacin qumica de ciertos minerales puedenllegar al ocano y otros ambientes en los cuales se presentan lascondiciones fisicoqumicas ideales donde pueden precipitar y generarnuevos minerales y rocas. En los ambientes de climas tropicales y hmedosla meteorizacin qumica va a ser superior que en los ambientes de climas

templado y ridos donde predomina la meteorizacin fsica.

Las explosiones volcnicas contribuyen de manera significativa conpartculas detrticas como plagioclasas, feldespatos, fragmentos de rocasvolcnicas y vidrio volcnico.

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Zonas climticas a nivel mundial



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5. Origen y tiposde sedimentos.

Los sedimentos productos de los procesos descritos anteriormentepueden experimentar transporte por agentes como el agua, el viento y el

hielo, para que posteriormente sean acumulados en lugares donde lascondiciones son propicias para su depositacin. Los minerales resistentes,fragmentos de rocas y minerales (qumicos-bioqumicos) son depositados enun complejo geogrficamente restringido donde las condiciones fsicas,qumicas y biolgicas son ideales para formar rocas sedimentarias producto

de los procesos de diagnesis temprana y tarda.

Estos complejos en los cuales ocurren estas acumulaciones sedenominan ambientes sedimentarios, que son los lugares donde acontecenlas grandes acumulaciones y formaciones de rocas sedimentarias. El espesor

de las cuencas sedimentarias va a depender del gradiente geotrmico ymarco tectnico, las cuencas que se encuentren ubicadas en los mrgenesactivos tendrn menor espesor, mientras que en los mrgenes pasivos elespesor ser mayor. El aumento o disminucin del nivel del mar va a generarmayor o menor espacio de acomodamiento, siendo un factor de vital

importancia.Prof. Lus Fajardo


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Continentales

Marinos

Cono Aluvial

Lago

Glaciar FluvialPlaya

Elico

Estuarino

ArrecifalMarino Profundo

Plataforma

Laguna

Arrecifal

Turbidtico

Turbidtico

Deltico

Isla de barrera

Principales ambientes sedimentarios


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6. Tipos de partculas sedimentarias.

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Textura, granulometra y escala granulomtrica de rocas clsticas

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Textura: es el aspecto fsico, forma y condicin de interrelacin entre loscomponentes de la roca o sedimento; se incluyen aspectos como el tamao de grano,forma y empaquetamiento de los constituyentes del sedimento o roca.

Las formas describen la geometra de las partculas y estas formas reflejan suorigen, historia y la estructura interna de ellas. Las partculas terrgenas liberadas de lasrocas producto de la meteorizacin fsica y qumica reflejan su origen, aspecto, tamao

y forma de un grano, por ejemplo, el mineral cuarzo de una arenisca cuyo origen es unaroca gnea intrusiva no va ser nada parecido a un grano de cuarzo producto de unaerupcin volcnica. Las partculas precipitadas por organismos pueden variar desdeformas simples a muy complejas, esto va a depender del genero y especie delorganismo, as como de las condiciones climticas y qumica de las aguas donde se vana originar.

Forma de radiolarios. (Ernst Haeckel, 1925) Cristal euhedral de cuarzo liberados (Friedman, 1978)


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El tamao de las partculas sedimentarias clsticas reflejan tres aspectosfundamentales, los cuales son: 1. Los distintos tamaos de las partculas reflejan los

tipos de rocas de los cuales se derivaron los sedimentos o rocas sedimentarias; 2. Laresistencia de las partculas frente a las condiciones climticas, erosin y abrasin: y3. Los procesos de transporte y depositacin, as como la habilidad de los agentes(viento, agua) para transportarlas y depositarlas.

Los tamaos de las partculas sedimentarias varan desde fracciones de

micrones a varios metros de dimetro. Los gelogos han desarrollado escalas que handado nombres a las partculas con su correspondientes tamaos definiendo loslimites inferiores y superiores. Los nombres desde el limite inferior al superior son:arcillas, limos, arenas, gravas (grnulos, guijarros y canto).

La primera escala de uso generalizada fue la Udden (1898), con el tamao

central de un 1 mm y multiplicando o dividiendo por 2 obteniendo intervalos o clasesde tamao, que denomin grados. Esta escala fue modificada por Wentworth (1922).En Europa se utiliz la escala de Atterberg con su centro en 2 mm y basada enlogaritmos decimales, esta present muchas disparidades sobre todo para medir losintervalos limo-arcillas.



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Actualmente la escala ms utilizada es la (phi), definida por Krumbein (1934)como el logaritmo negativo de base 2 del tamao de grano en milmetros =-log2

Principales escalas de tamaos y series de mallas de tamices utilizados. (Corrales et al, 1977)



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Prof. Lus FajardoEscala del tamao del grano de los sedimentos y sus correspondientes valores en la escala Phi de Udden-Wentworth (1922)



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Elementos texturales que inciden en la porosidad: granos (cuarzo en areniscas y fsilesen calizas), matriz (arcilla o micrita) y cemento (entre los granos y espacios porosos)

(Mndez, 2006).

Elementos texturales en rocas clsticas

d b i


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Textura de rocas carbonticas.

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La textura de las rocas carbonticas son determinadas de acuerdo a lascaractersticas observables, toma en cuenta los componentes principales como son el tipode organismos y fragmentos orgnicos e inorgnicos, matriz (lodo calcreo) y cemento, y

dependiendo de la proporcin de estos se pueden definir ambientes y los niveles deenerga en el momento de la depositacin.

Para determinar los tipos de rocas conforme a los componentes ya nombrados, se utilizanlas clasificaciones de Duham (1962) y Folk (1962). Para efecto de las clasificaciones siocurren cambios durante los procesos de diagnesis no van a coincidir con los estados

inciales de la depositacin.

(Mndez, 2006)


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Textura de rocas carbonticas

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Clasificacin textural de Dunham (1962).


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Distribucin de las rocas sedimentarias en el espacio y tiempo

Rocas sedimentarias: pertenecen al grupo de rocas que junto a las

rocas gneas y metamrficas forman los cuerpos slidos de la cortezaterrestre. Las rocas sedimentarias representan en volumen un 5%, muy bajocomparado con sus pares gneos y metamrficos, sin embargo, stas junto alos sedimentos representan un 75% de las rocas que afloran en la superficieterrestre.

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A B

Abundancia relativa de las rocas gneas y sedimentarias en la corteza terrestre (datostomados Clarke, 1924). A: por volumen, B: por superficie. (Pethijonh, 1970).


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Las rocas sedimentarias se derivan de rocas gneas, metamrficas ysedimentarias pre-existentes en las cuales han actuado los procesos de

erosin y meteorizacin, as como tambin producto de procesos qumicos yactividad biolgica, los cuales permitieron la generacin y acumulacin desedimentos en un medio sedimentario.

El estudio de las rocas sedimentarias esta ntimamente relacionado

con las investigaciones de estratigrafa. Esta rama de la geologa se apoya endatos como el contenido fosilfero y estructuras sedimentarias paradeterminar edades y polaridadde secuencias sedimentarias.

Prof. Lus FajardoAmmonites Jursico Inferior. Estructura de huellas de desecacin.



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Las rocas sedimentarias y sedimentos se encuentran en el registro geolgicodesde el Pre-cmbrico hasta el Holoceno. La edad de las primeras rocas sedimentarias

se encuentra alrededor de los 4 G.a. o ms (Boggs, 1992). La edad del metamorfismoy de las primeras rocas meta-sedimentarias determinada por mtodos radiomtricosfue de 3.8 G.a. (Windley, 1977).

Las primeras rocas formadas en elplaneta fueron probablemente rocas

baslticas volcnicas. Las rocassedimentarias ms primitivas segeneraron cuando en la tierra sedesarroll la atmsfera y los ocanos,lo que propici las condiciones para lameteorizacin y erosin de las rocas

existentes.

Porcentaje de cobertura de los continentes porparte de los grupos rocas en funcin de la edad(Ronov, A.B., 1983).



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Porcentaje de rocassedimentarias enfuncin de la edad(Ronov, A.B., 1983)



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Volumen relativo derocas sedimentariasen los continentes porunidad de edad(Ronov, A.B., 1983)


8 R di t i Di t ib i d l di t i


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Rocas gneas ymetamrficas

34%Rocas

sedimentarias66%

Relacin de rocas expuestas. Datos de Blatt yTracy, 1999.

Rocas gneas ymetamorficas

20%

Rocassedimentarias

80%

Relacin de rocas expuestas. Datos de Boggs, 1992;Ronov, 1983

Rocas gneas y

metamrficas25%

Rocassedimentarias

75%

Promedio considerado para rocas expuestas

8. Rocas sedimentarias. Distribucin de las rocas sedimentarias enel espacio y tiempo.

8 R di t i Di t ib i d l di t i


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Datos de inters:

Promedio de espesor de la corteza= 20-17 Km.Espesor en los continentes= promedio 40 Km y mximo de 70-80 Km en las cordilleras del

Himalaya, India. Abundancia de rocas granitoides.Promedio de la corteza en los oceanos= 7 km. Basaltos, gabros y sedimentos.Espesor promedio de rocas sedimentarias en los continentes= 1.8 Km (Blatt y Tracy 1999).Promedio de sedimentos en cuencas ocenicas= 0.3-0.5 Km.Rocas sedimentarias con respecto al volumen total de la tierra= 0.013 (Blatt y Tracy, 1999)

0.1 (Boggs, 1992).

Distribucin de las rocas sedimentarias en las reas continentales, plataformas continentales,taludes submarinos, cuencas y pisos ocenicos.

Rocas sedimentarias en los continentes= 70% del total (continentes representan 29 % de la

superficie de la tierra.Plataforma y talud continental= 13% de total de las rocas sedimentarias (14% de la superficie

de la tierra.Cuencas y pisos ocenicos= 17% del total de las rocas sedimentarias (57% de la superficie de

la tierra).Gradiente geotrmico: 35/km.

8. Rocas sedimentarias. Distribucin de las rocas sedimentarias enel espacio y tiempo.


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http://latierraresiste.blogspot.com/

Espesores de capas de la tierra
http://latierraresiste.blogspot.com/http://latierraresiste.blogspot.com/


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Gradiente geotrmico

http://www.mpoweruk.com/geothermal_energy.htm
http://www.mpoweruk.com/geothermal_energy.htmhttp://www.mpoweruk.com/geothermal_energy.htm


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12. Bibliografa.

Bogg, S. (1992) Petrology of Sedimentary Rocks, USA: Editorial MacmillanPublishing Company. 707 p.

Corrales, I. y otros. (1977) Estratigrafa, Madrid: Editorial Rueda. 718 p.

De Rivero, Ch. y Bermudez J. (1963) Micropaleontologa General,Barcelona: Ediciones Gea. 808 p.

Friedman, G. y Sanders, J. (1978) Principles of Sedimentology, USA:Editorial Wiley. 792 p.

Mndez, J.(2006) Petrologa, Caracas: Ediciones Universidad Central deVenezuela. 363 p.

Mndez, J. (2006) Geologa Fsica, Caracas: Ediciones Universidad Centralde Venezuela.199 p.

Mndez, J. (2009) Carbonatos, Caracas: Ediciones Universidad Central de

Venezuela. 205 p.Tarbuck, E. y Lutgens, F. (1999) Ciencias de la Tierra, Madrid: Editorial

Prentice Hall. 540 p.

Schlesinger, H.W. (2000) Biogeoqumica, 1ra edicin. Barcelona: EditorialAriel, S.A. 577 p.

sedimentologia tema 1 i-2012

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