ROCAS SEDIMENTARIAS

PROLOGO
Hace unos 50 millones de años había dos grandes lagos en lo que ahora son partes de Wyoming, Utab y colorado. Los sedimentos depositados en estos lagos se convirtieron en las rocas sedimentarias que se conocen como la Formación Green River.

(Green River Formation). Estas rocas contienen los fósiles de millones de peces, plantas e insectos. Más aún, esta formación es una fuente potencial de grandes cantidades de hidrocarburos y gases combustibles y otras sustancias. Los esqueletos de peces fósiles son tan comunes sobre las simples superficies dentro de la Formación Green River, que cualquier interesado en coleccionarlas puede hacerlo. La abundancia de peces fósiles indica la ocurrencia repetida de muertes en masa. Nadie de cierto que causó estas extinciones masivas; pero algunos geólogos creen que la florescencia de algunas algas verde-azules produjeron sustancias tóxicas capaces de matar a los peces. Otros sostienen como la causa el rápido cambio de temperatura del agua o la excesiva salinidad, cuando la evaporación era intensa. Sea cual fuere el motivo, los peces murieron por millares y se hundieron en el fondo del lago, donde había poco oxígeno que completara su descomposición, lo cual explica la preservación de sus esqueletos. Un área de la formación, en Wyoming donde las plantas fósiles son particularmente de Monumento Nacional Fósil Bitter.

Los fósiles de la Formación Green River son interesantes, pero este lugar contiene, además, enormes depósitos de lutita bituminosa, una roca sedimentaria compuesta en pequeñas partículas de arcilla y una sustancia orgánica conocida como kerógeno. Si se emplea el proceso de extracción apropiado puede producirse aceite líquido y gases combustibles del kerógeno bituminoso para ser calificada como verdadera lutita bituminoso, la roca contiene que rendir por lo menos 10 galones 137.8 litros. De hidrocarburos por toneladas de roca. Una roca con alto contenido de hidrocarburo y gas es obviamente una potencial frente a energía de gran importancia. En la Edad Media (de 1100 a 1450), la gente en Europa usaba el aceite o petróleo de lutita como combustible sólidos para fines domésticos. En el decenio de 1850 había pequeñas industrias del aceite de lutita en el este de Estados Unidos, pero se interrumpió su operación al empezar las perforaciones y la extracción del petróleo en 1859. el aceite de lituta está presente en todos los continentes, pero los depósitos de la Formación Green River son los más extensos.

La lutita bituminosa da aceite cuando la roca se calienta a 500°C en ausencia de oxígeno y la materia orgánica es emitida como gases, los cuales se recuperan por condensación. Entre 25 y 75% de la materia orgánica en la lutita bituminosa puede convertirse en aceite y gases combustibles durante este proceso. La lutita bituminosa de la Formación Green River rinde de 10 a 140 galones (37 a 5291) de aceite (o petróleo de lutita) por tonelada de roca procesada y la cantidad total recuperable con los procesos presentes se estima en unos 80 000 millones de barriles. En Diciembre de 1997, Estados Unidos importaba más de 9 millones de barriles de petróleo por día. Así que la producción de la Formación Green River podría, con el tiempo, disminuir la necesidad de Estados Unidos de recurrir a esas importaciones. Sin embargo, actualmente no se está produciendo hidrocarburo de la lutita bituminosa en Estados Unidos, porque la perforación y el bombeo convencionales son menos costosos. No obstante, la formación Green River constituye una de las mayores fuentes de hidrocarburos inexploradas en el mundo, si se descubren procesos más eficientes, con el tiempo podría rendir aun más de los 80 000 millones de barriles estimados actualmente.

Hay que comprender, sin embargo, que a los ritmos de consumo de petróleo actuales y esperados en Estados Unidos, la producción de aceite de lututa no resolverá las necesidades totales estadounidenses. Además, las operaciones extractivas en gran escala del aceite de lutita tendrían un considerable impacto ambiental.
¿Qué se haría con los miles de millones de toneladas de rocas procesadas? Puede la minería en gran escala llevarse a cabo con mínimo alteración de los hábitats de la vida silvestre y de los sistemas de aguas subterráneas? ¿De donde procederán los enormes volúmenes de agua necesaria para el procesamiento, especialmente en un área donde este líquido ya es escaso? Estas y otras preguntas ya las están considerando actualmente tanto los científicos como la industria. Tal vez, en algún momento del futuro, la Formación Green River resolverá algunas de las necesidades energéticas de Estados Unidos.

INTRODUCCION

Las rocas sedimentarias, la segunda familia más importante de las rocas, se componen rocas de materiales derivados por el interperismo mecánico y químico que desintegran y descomponen las rocas preexistentes. Los diversos procesos de interperismo producen las materias primas componentes de los suelos perismo y depositados en otra parte como sedimento no consolidado pueden intemperizarse más para formar suelos y transformarse en roca sedimentaria. El sedimento puede ser detrítico, lo cual significa que consta de partículas sólidas como los fragmentos de roca o granos minerales liberados durante el intemperismo, o puede ser químico, compuesto de minerales formados de los materiales disueltos durante el interperismo químico. Una vez derivado del material original, el sedimento por lo general se erosiona y es transportado a otro lugar, donde se depositan en forma de acumulación de sólidos sueltos, como la arena de la playa o el lodo de un lago. Para abreviar, el origen o sedimento y su historia posterior son sencillamente una parte del ciclo de las rocas, que e describió.

Sedimentos Materiales sin cohesion primaria, formados por la depositacion de particulas minerales o de rocas, conchas o esqueletos de animales, algas, corales o restos vegetales; o por precipitacion quimica de sales o materiales disueltos en el agua. Las rocas sedimentarias se forman por la consolidacion o litificacion de estos sedimentos. La sedimentacion de grandes espesores de material requiere de una gran depresion que pueda ser rellenada con sedimentos, la cual recibe el nombre de cuenca sedimentaria.

Clasificación de las partículas sedimentarias

Las rocas sedimentarias se transforman más comúnmente a parir del sedimento por el proceso conocido como litificación, pero unas cuantas se saltaron esta etapa de sedimento no consolidado. Por ejemplo, los arrecife extraen las sustancias disueltas del agua de mar para sus esqueletos. Con todo, si la roca se rompiera o desmenuzara, como por efecto de una tormenta, los pedazos sólidos del material del arrecife se depositarían en el lecho marino como sedimento.

Un criterio importante para clasificar las partículas sedimentarias en su tamaño. La grava consiste en cualquier partícula sedimentaria mayor de 2 mm, mientras que la arena, independientemente de la composición, es cualquier partícula que mide de 1’16 mm a 2 mm. Las partículas del tamaño de la grava y la arena son lo bastante grandes para ser conservadas a simple vista o con ampliación de grado bajo, pero las partículas de tamaño del limo y la arcilla son demasiado pequeñas para ser observadas de otra manera que no sea con alta ampliación. La grava consiste generalmente en fragmentos de oca, mientras que las partículas de arena, limo y arcilla son principalmente granos minerales individuales. Debemos advertir, sin embargo, que la arcilla tiene dos significados: en términos texturales, por arcilla se alude a granos sedimentarios menores de 1256 mm de tamaño; en términos composicionales, por arcilla se hace referencia a ciertos tipos de minerales de silicato de hoja. No obstante, la mayoría de las partículas de tamaño de arcilla en las rocas sedimentarias son en realidad minerales de arcilla. A las mezclas de partículas de tamaño de limo y arcilla se suelen hacer referencia como lodo.

Capas de roca sedimentaria

Siglos de deposiciones sedimentarias se han convertido con el tiempo en una pared de cañón, donde se aprecian diferentes capas, al quedar pegadas las partículas de roca y minerales por la acción del agua y de la presión. Las diferencias de color y composición de las capas indican cambios del tipo de sedimentos o de la velocidad de deposición.

ROCAS SEDIMENTARIAS

La meteorización y erosión producen partículas de diverso tamaño que son transportadas por el hielo, el agua o el aire hasta las zonas de mínima energía donde se acumulan. Una vez en reposo los sedimentos sufren procesos que los transforman en rocas sedimentarias. Estas rocas se han formado por la consolidación o litificación de sedimentos. Los factores que determinan el tipo de roca son fundamentalmente la fuente de los sedimentos, el agente que los erosiona y transporta, y el medio de deposición y forma de litificación.

GENERALIDADES

Origen: Los productos de meteorización pueden ser transportados en el fondo de las corrientes (por arrastre, rodando o por saltación) o bien dentro del fluido (en suspensión, solución o flotando).

Aquellas rocas que se originan a partir de partículas que mantienen su integridad física durante el transporte, son las detríticas, por ejemplo conglomerados, areniscas, limolitas y arcillolitas, y las que se forman por la precipitación de sustancias que se encontraban en disolución, son las de origen físico-químico, por ejemplo carbonatos, evaporitas, ferruginosas y fosfatos. Existe un tercer grupo de rocas sedimentarias, las biogénicas, en cuya formación interviene directamente la actividad de organismos vivos, por ejemplo carbonatos, fosfatos y silíceas, este grupo abarca desde las que se originan por acumulación de organismos en posición de vida (calizas de arrecifes, etc.) o que han sufrido un transporte mínimo tras su muerte (diatomitas), hasta aquéllas en cuya formación interviene la precipitación de sustancias en disolución favorecida por la actividad orgánica (tobas calcáreas formadas por la precipitación de CaCO3 propiciada por la acción fotosintética de vegetales). Finalmente las rocas orgánicas que son las formadas por acumulaciones de materia orgánica (carbones y petróleo).

Las de origen mecánico o clástico son primordialmente detritos que, transportados y depositados, se litifican por consolidación o cementación. Su clasificación se basa en el tamaño de grano de sus componentes.
Los sedimentos de origen químico, son precipitados en los cuales los cristales individuales están unidos por enlaces químicos. Dentro de las rocas de origen biógeno las más representativas son los carbonatos que se clasifican a su vez según su composición química y el tipo y origen de las partículas que las constituyen.
Los sedimentos de origen orgánico se forman por la acumulación de partes duras de organismos que, al unirse por cementación, constituyen una roca. Las rocas orgánicas se clasifican según su grado de madurez, con base en el contenido de carbono y volátiles. En la formación de una roca sedimentaria pueden actuar más de un proceso sedimentario por lo que se producen rocas mixtas de difícil asignación a un grupo concreto. Tal es el caso, por ejemplo, de una roca formada por la acumulación in situ de las partes duras de organismos y por partículas aportadas por algún mecanismo de transporte.

Abundancia: En los proyectos de ingeniería las rocas sedimentarias son frecuentes. En el volumen de los primeros 15 km de la corteza son el 5%; el 95% restante son ígneas, pues las metamórficas dominan los ambientes profundos. Por el área de afloramiento las sedimentarias son el 75% de la superficie el resto son ígneas, sin quedar margen de significación para las metamórficas. Son tres las rocas sedimentarias más abundantes clasificadas por su participación: lutitas 45%, areniscas 32% y calizas 22%; otras, 1%. La propiedad fundamental de las lutitas es la plasticidad o la impermeabilidad, la de las areniscas, su posibilidad y eventualmente la dureza (de ser cuarzosa), o de servir como acuífero, y la de las calizas, la de ser roca rígida y soluble. Es también la caliza la materia prima del cemento.

Cuadro 11. Símbolos para la representación litológica de las principales rocas.