ROCAS CARBONÁTICAS - DIAGÉNESIS ZONA VADOSA Y FREÁTICA

ZONA VADOSA, DE MEZCLA Y FREÁTICA

ZONA VADOSA Y FREÁTICA Los procesos que afectan a los carbonatos

ESTADIOS PRINCIPALES DE DIAGÉNESIS CARBONÁTICA

PROCESOS DIAGENÉTICOS  Cementación  Disolución  Neomorfismo  Recristalización  Compactación  Micritización microbial CEMENTACIÓN  Es el proceso de precipitación de carbonato en el espacio poral, generado por agua sobresaturada en CaCO3.  La mineralogía del cemento depende de la composición del agua y particularmente de la pCO2 y de la razón Ca/Mg. CEMENTOS CARBONÁTICOS

Cementos freáticos: anillos isópacos, poros rellenos calcita ecuante.

CEMENTOS FREÁTICOS Y RECUBRIMIENTOS INICIALES DE OOLITAS

RELLENO GEOPETAL EN LA CÁMARA DE UN GASTERÓPODO Fm. Caloosahatchee, Plio – Pleistoceno de Florida. El contacto indica el nivel aproximado de la superficie en el momento de la depositación. Estas estructuras son importantes para determinar el buzamiento original del estrato y confirma algo de transporte de la micrita.

CALCITA Y ARAGONITA: FORMAS DE OCURRENCIA

CEMENTOS ESPÁTICOS - SUCESIVAS GENERACIONES - DE PRECIPITACIÓN - CÁTODOLUMINISCENCIA

CEMENTACIÓN CRINOIDEOS (SINTAXIAL) CEMENTO DRÚSICO Y SINTAXIAL

DISOLUCIÓN  Ocurre cuando las soluciones porales está subsaturadas respecto a la fase sólida carbonática del entramado.  Este proceso es muy importante cerca de la superficie, donde las aguas vadosas pueden generar carst.  También puede ocurrir en el fondo del mar y por soterramiento profundo. DIAGÉNESIS EN LA ZONA VADOSA: disolución de carbonatos inestables (aragonito, calcita alta Mg) y precipitación de calcita baja Mg.

NEOMORFISMO  Incluye los procesos de recristalización y metasomatismo que en definitiva involucran cambios mineralógicos, entre ellos: o El cambio de tamaño de los cristales de micrita en fangos carbonáticos (neoformación agradante) o Reemplazamiento de aragonita por calcita en los bioclastos. MICROESPATO O SUBESPARITA  Es frecuente encontrar la micrita (usualmente en cristales inferiores a 4 μm)  Transformada a un agrega de cristales de 4-10μm (microespato) y(o) de 10-50 μm (pseudoespato)  Este espato neomórfico se reconoce por: o Contactos cristalinos irregulares y(o) curvados de tamaño muy variable que gradan a sectores de mosaicos de calcita espática. o Presencia de sectores no alterados con textura fina y de granos y bioclastos flotantes. NEOFORMACIONES La micrita está compuesta por cristales pequeños con una gran superficie interna de contactos. Cuando el sedimento es compactado el sistema tiene una gran energía interna y tiende a pasar a otros de menor energía por vía del crecimiento de algunos cristales a expensas de otros, generándose así un entramado subesparítico (tamaño limo) y finalmente una caliza cristalina (agregado de calcita espática ecuante).

REEMPLAZAMIENTOS El cemento de calcita espática rica en hierro es típicamente diagenético y suele reemplazar a otros cementos calcíticos previos. Tal es el caso en estas calizas con oolitas y fragmentos fósiles.

CALCITIZACIÓN DE BIOCLASTOS Y OOIDES ARAGONÍTICOS  Los ooides aragoníticos suelen estar reemplazados por calcita espática drúsica, por disolución de la aragonita y precipitación concomitante de calcita.  En otros casos parece ser que el proceso fue recristalización directa (calcitización) y la calcita aparece turbia (parda por materia orgánica) con contactos curvos y pequeñas inclusiones de aragonita. NEOMORFISMO DEGRADANTE  Ocurre rara vez cuando los cristales grandes de calcita espática son reducidos a agregados de otros más pequeños.  Ocurre con bajo grado de metamorfismo o por acción tectónica intensa.  Este proceso se observa bien en granos de crinoideos. Aunque en muchos casos la micritización de estos es un proceso primario endolítico por acción de microbios. REEMPLAZAMIENTOS POR OTROS MINERALES Es frecuente observar que durante la diagénesis, parte del carbonato es reemplazado volumen a volumen por alguna variedad de sílice (calcedonia, cuarzo microgranoso o dolomita. Los carbonatos primarios suelen ser reemplazados por otros más estables durante la diagénesis. Tal es el caso de aragonita que pasa a calcita o dolomita.

CEMENTOS SILÍCEOS EN CALIZAS

COMPACTACIÓN  Ocurre durante el soterramiento y produce un acercamiento de los clastos vecinos con disolución parcial del entramado en contacto.  Este proceso conduce a la formación de estilolitas cuando el soterramiento excede de varios cientos de metros.

COMPACTACIÓN VISIBLE EN ALOQUÍMICOS CON FORMA ORIGINAL DEFINIDA

ESTILOLITAS

MICRITIZACIÓN MICROBIAL En un arrecife activo o arenas carbonáticas movilizadas por las olas puede precipitar cemento en los espacios porales y cavidades intra- e interesqueletales y alteración de los granos por la acción de cianobacterias. Este proceso que es muy común genera películas de micrita alrededor de los fragmentos esqueletales y granos diversos. En última instancia es posible el reemplazo total del grano por micrita. Las películas micríticas suelen preservar la forma de los bioclastos (conchillas aragoníticas) que son disueltas o reemplazadas durante la diagénesis. LA TRANSFORMACIÓN DE LOS CARBONATOS CON EL TIEMPO GEOLÓGICO

LA DIAGÉNESIS EN AMBIENTE MARINOS

EL AMBIENTE MARINO  La diagénesis supramareica e intermareica. o La roca de playa es elemento más común en los mares tropicales. Se trata de arena de playa cementada por empalizadas isopáquicas de aragonita fibrosa. Ocurre pocos centímetros debajo de la arena en el ámbito de aguas freáticas marinas persistentes. o Su erosión genera intraclastos y fragmentos con costras y perforaciones diversas.

CEMENTO MENISCO  Si la presencia del freático marino es discontinua o el espacio interporal queda expuesto a aguas vadosas, pueden generarse empalizadas de aragonita que son más gruesas hacia abajo y(o) cemento calcítico menisco (microestalactitas que cuelgan de los granos)

PRECIPITACIÓN EN LA ZONA INTERMAREICA SUPERIOR Y SUPRAMAREICA  La calcita alta en Mg suele precipitar en la playa distal (anteplaya) si el nivel del agua meteórica es alto, formando de micrita oscura recubriendo granos de arena y bioclastos y eventualmente peletos.  Es frecuente encontrar estos cementos asociados a colonias de algas y cianobacterias y también con las empalizadas aragoníticas. CEMENTACIÓN MARINA SOMERA  La diagénesis marina en aguas someras de bajas latitudes involucra cementación y micritización microbial.  La primera es común en áreas de alta energía donde el agua del océano es bombeada en grandes cantidades dentro de sedimentos carbonáticos expuestos.  La segunda es más común en aguas quietas de albúferas.  En el ambiente de fondo marino, el agua freática estancada produce precipitación de calcita en los huecos intraesqueletales de gasterópodos y foraminíferos. En estos casos es común la formación de “grapestones” donde es frecuente la contribución de cianobacterias.

 

Las costras cementadas superficiales suelen ser objeto de excavaciones, grietas poligonales (sinéresis) y estructuras tepees (pseudoanticlinales). El cemento es normalmente aragonita fibrosa y micrita de calcita alta en Mg.

CEMENTOS INTERMAREICOS Y SUBAMAREÍCOS (MARINOS SOMEROS)

CEMENTACIÓN EN ARRECIFES  Los arrecifes coralinos son el centro de una intensa actividad orgánica y precipitación de carbonato biogénico.  También están sujetos a intensa bioerosión.  Los cementos más comunes son empalizadas gruesas de aragonita (100 μm) maclada pseudoexagonal y rica en Sr y(o) de calcita-Mg en hábitos hojosos.  La calcita-Mg forma peloides subesféricos en cavidades esqueletales cuyo crecimiento puede estar ligado a cianobacterias.  La aragonita puede tener hasta 10.000 ppm de Sr. La calcita-Mg por su parte puede alojar entre 14 y 19 mol% de dolomita pero es pobre en Sr. CEMENTACIÓN EN AGUAS PROFUNDAS  A profundidades de 3.500 m los sedimentos carbonáticos están compuestos por tecas de foraminíferos, moluscos, algunas formas bentónicas y cocolitos cementados por micrita calcítica (baja en Mg). Puede aparecer perforaciones e impregnaciones de fosfato y de óxidos de Mn.  Los bioclastos aragoníticos han sido disueltos y la calcita-Mg ha perdido su Mg.

DISOLUCIÓN MARINA  La disolución de los granos carbonáticos suele ocurrir en aguas someras de altas latitudes.  El estado de saturación en CaCO3 del agua de mar decrece con temperaturas decrecientes y también con la profundidad (hasta la CCD).  Las aguas marinas de bajas latitudes están sobresaturadas en calcita pero no en aragonita y calcita-Mg.  En el Mesozoico es frecuente la disolución de las conchillas de aragonita (de cefalópodos) y en los sedimentos pelágicos de aguas profundas. DIAGÉNESIS MARINA EN ROCAS CARBONÁTICAS ANTIGUAS Caracteres diagnósticos:  Son de primera generación,  Forman empalizadas isopáquicas alrededor de granos y en las paredes de huecos.  Son de naturaleza fibrosa  Están cortados por tubos productos de organismos perforantes rellenos por micrita y fragmentos esqueletales.  Están asociados y en contacto con sedimentos internos  Los cristales no son ferrosos y no son luminiscentes.  El espacio poral residual está relleno por calcita espática. EL TIEMPO GEOLÓGICO Y LOS PRECIPITADOS CARBONÁTICOS MARINOS

DOLOMITIZACIÓN  Es el proceso de alteración de los carbonatos cálcicos en dolomita (Ca,Mg)(CO3)2.  Este carbonato puede formarse cerca de la superficie por acción directa del agua de mar y por soterramiento profundo (generalmente formador de dolomita ferrosa o ankerita)  Hay muchos modelos de dolomitización que aún son calurosamente debatidos.  El proceso inverso se conoce como dedolomitización.  Es también corriente que ocurran episodios de silicificación de variable extensión.  En todos estos casos se obliteran las texturas originales.

Las dolomías son en su totalidad un producto diagenético y sus texturas muestran una recristalización generalizada.

DOLOMITIZACIÓN EN LA ZONA DE MEZCLA DE AGUA DULCE Y MARINA

DOLOMÍAS AL MICROSCOPIO

DEDOLOMITIZACIÓN

BIBLIOGRAFÍA Montgomery y Selley 1984 Longman 1980 Given y Wilkinson 1985 Sanberg 1983