Litoestratigrafía

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La litoestratigrafía es una subdisciplina de la estratigrafía , la ciencia geológica asociada con el estudio de los estratos o capas de roca. Entre sus principales áreas de interés se encuentran la geocronología , la geología comparada y la petrología .

En general, los estratos son principalmente ígneos o sedimentarios, en relación con la forma en que se formó la roca. Las capas sedimentarias se forman por deposición de sedimentos asociados con procesos de meteorización , materia orgánica en descomposición (biogénica) o mediante precipitación química. Estas capas a menudo se distinguen por tener muchos fósiles y son importantes para el estudio de la bioestratigrafía . Las capas ígneas se presentan como pilas de flujos de lava, capas de fragmentos de lava (llamadas tefra ) que erupcionan en la superficie de la Tierra por volcanes y en intrusiones en capas formadas a gran profundidad. Las capas ígneas generalmente carecen de fósiles y representan actividad magmática o volcánica que ocurrió durante la historia geológica de un área.

Existen varios principios que se utilizan para explicar las relaciones entre los estratos. Cuando una roca ígnea atraviesa una formación de roca sedimentaria, podemos decir que la intrusión ígnea es más joven que la roca sedimentaria. El principio de superposición establece que una capa de roca sedimentaria en un estrato tectónicamente inalterado es más joven que la que está debajo y más antigua que la que está encima. El principio de horizontalidad original establece que la deposición de sedimentos ocurre como capas esencialmente horizontales.

Los principios de la litoestratigrafía fueron establecidos por primera vez por el naturalista danés Nicolas Steno en su Dissertationis prodromus de 1669. ^[1] Una unidad litoestratigráfica se ajusta a la ley de superposición , que en su forma moderna establece que en cualquier sucesión de estratos , no perturbados ni volcados desde la deposición , las rocas más jóvenes se encuentran por encima de las rocas más antiguas. ^[2] El principio de continuidad lateral establece que un conjunto de estratos se extiende y puede rastrearse sobre un área grande. ^[3]

Las unidades litoestratigráficas se reconocen y definen en función de las características físicas observables de las rocas. La litología de una unidad incluye características como la composición química y mineralógica, la textura, el color, las estructuras deposicionales primarias , los fósiles considerados partículas formadoras de rocas u otros materiales orgánicos como el carbón o el querógeno . La taxonomía de los fósiles no es una base litológica válida para definir una unidad litoestratigráfica. Las descripciones de los estratos basadas en la apariencia física definen las facies . ^[4]

La descripción formal de una unidad litoestratigráfica incluye un estratotipo , que suele ser una sección tipo . Una sección tipo es idealmente una buena exposición de la unidad que muestra todo su espesor. Si la unidad no está completamente expuesta en ninguna parte, o si muestra una variación lateral considerable, se pueden definir secciones de referencia adicionales . Las unidades litoestratigráficas establecidas hace mucho tiempo que datan de antes de la codificación moderna de la estratigrafía, o que carecen de forma tabular (como los domos volcánicos), pueden sustituir una localidad tipo por una sección tipo como su estratotipo. Se espera que el geólogo que define la unidad describa el estratotipo con suficiente detalle para que otros geólogos puedan reconocer la unidad inequívocamente. ^[5]

Litosoma : Masas de roca de carácter esencialmente uniforme y que tienen relaciones intercambiables con masas adyacentes de diferente litología , por ejemplo: litosoma de esquisto , litosoma de caliza .

La unidad litoestratigráfica fundamental es la formación . Una formación es una unidad estratigráfica litológicamente distintiva que es lo suficientemente grande como para ser cartografiada y rastreable. Las formaciones pueden subdividirse en miembros y estratos y agruparse con otras formaciones en grupos y supergrupos.

Dos tipos de contacto: conformable y no conformable .

Conformable : deposición ininterrumpida, sin interrupción o corte en la continuidad del registro geológico. El estrato superficial resultante se denomina conformidad .

Hay dos tipos de contacto entre estratos conformables: contactos abruptos (capas directamente separadas de litología claramente diferente, ruptura deposicional menor, llamadas diastemas ) y contacto gradacional (cambio gradual en la deposición, zona de mezcla).

Discordante : período de erosión/no sedimentación. El estrato superficial resultante se denomina discordancia .

Cuatro tipos de discordancia:

• Discordancia angular : el sedimento más reciente se encuentra sobre una superficie erosionada de rocas más antiguas inclinadas o plegadas. La roca más antigua se inclina en un ángulo diferente al de la más reciente.
• Disconformidad : el contacto entre estratos más jóvenes y más antiguos está marcado por superficies erosivas irregulares y visibles . El paleosuelo podría desarrollarse justo encima de la superficie de disconformidad debido al entorno sin sedimentación.
• Paraconformidad : los planos de estratificación por debajo y por encima de la discordancia son paralelos. Existe un intervalo de tiempo, como lo demuestra una ruptura faunística, pero no hay erosión, solo un período sin sedimentación.
• No conformidad : sedimentos relativamente jóvenes se depositan justo encima de rocas ígneas o metamórficas más antiguas .

Para correlacionar unidades litoestratigráficas, los geólogos definen facies y buscan capas o secuencias clave que puedan usarse como datos.

• Correlación directa: basada en litología, color, estructura, espesor...
• Correlación indirecta: correlación de registros eléctricos (rayos gamma, densidad, resistividad...) ^[6]

La correlación geológica ^{[ cita requerida ]} es la principal herramienta para reconstruir la geometría de las capas en cuencas sedimentarias . La correlación litológica es un procedimiento que determina qué capas (estratos) en secciones transversales geológicas ubicadas en diferentes lugares pertenecen al mismo cuerpo geológico ahora (o pertenecieron en el pasado). ^[7] La ​​identificación se basa en la comparación de las características físicas y mineralógicas de las rocas, y en suposiciones generales conocidas como los principios de Steno : ^[8] 1. Los estratos sedimentarios se produjeron secuencialmente en el tiempo: los más jóvenes en la parte superior.
2. Los estratos son originalmente horizontales.
3. El estrato se extiende en todas las direcciones hasta que se adelgaza o encuentra una barrera.

Los resultados se presentan como un esquema de correlación (A). La correlación práctica tiene muchas dificultades: límites difusos de las capas, variaciones en la composición y estructura de las rocas en la capa, discordancias en la secuencia de capas, etc. Por eso los errores en los esquemas de correlación no son infrecuentes. Cuando las distancias entre las secciones transversales disponibles disminuyen (por ejemplo, al perforar nuevos pozos), la calidad de la correlación mejora, pero mientras tanto se pueden tomar decisiones geológicas equivocadas que aumentan los costos de los proyectos geológicos.

La ley de superposición no es aplicable a cuerpos de roca intrusivos, altamente deformados o metamórficos que carecen de estratificación discernible. Dichos cuerpos de roca se describen como litodémicos y se determinan y delimitan en función de las características de la roca. El Código Estratigráfico de América del Norte de 1983 adoptó los términos formales litodema , que es comparable a una formación; una suite , que es análoga a un grupo, y una supersuite , similar a un supergrupo. Un litodema es la unidad fundamental y debe poseer características litológicas distintivas y consistentes, que comprendan un solo tipo de roca o una mezcla de dos o más tipos que distingan a la unidad de las que la rodean. Al igual que con las formaciones, a una unidad litodémica se le da un nombre geográfico combinado con un nombre de roca o algún término que describa su forma. El término suite está en desuso. También se formaliza el término complejo , que se aplica a un cuerpo de roca de dos o más clases genéticas (sedimentaria, metamórfica o ígnea). Esto establece dos jerarquías de unidades litodémicas: ^[9]

En Suecia se han adoptado reglas similares. ^[10] Sin embargo, la Guía Estratigráfica Internacional de 1994 considera a los plutones y a las rocas metamórficas no estratificadas de origen indeterminado como casos especiales dentro de la litoestratigrafía. ^[9]

• Bioestratigrafía
• Cronoestratigrafía
• Topoestratigrafía
• Ciencias de la tierra

• Boggs, Sam (2006). Principios de sedimentología y estratigrafía (4.ª ed.). Upper Saddle River, NJ: Pearson Prentice Hall. ISBN 0131547283.
• * Brookfield, Michael E. (2004). Principios de estratigrafía. Malden, Mass.: Blackwell Publ. ISBN 978-1-4051-1164-5. Recuperado el 12 de noviembre de 2014 .
• Kumpulainen, Risto A. (17 de octubre de 2016). "Guía de nomenclatura geológica en Suecia". GFF . 139 (1): 3–20. doi : 10.1080/11035897.2016.1178666 .
• Comisión Norteamericana de Nomenclatura Estratigráfica (noviembre de 2005). «North American Stratigraphic Code» (PDF) . Boletín AAPG . 89 (11): 1547–1591. Bibcode :2005BAAPG..89.1547.. doi :10.1306/07050504129 . Consultado el 8 de agosto de 2020 .
• Olea, Ricardo A.; Sampson, Robert J. (2003). "CORRELATOR, un programa informático interactivo para la correlación de registros de pozos litoestratigráficos de alta resolución" (PDF) . Consultado el 1 de noviembre de 2020 .
• Steno, Nicolas (1916) [1669]. Disertación de Nicolas Steno sobre un cuerpo sólido encerrado por un proceso natural dentro de un sólido: versión en inglés con introducción y notas explicativas. Traducido por Winter, John. Nueva York, The Macmillan Company; Londres, Macmillan and Company, Limited.
• Subcomisión de Estratigrafía Cuaternaria (2002). «Estratigrafía litodémica» . Consultado el 10 de mayo de 2020 .
• Voronin, YA (1973). Cuestiones metodológicas de la aplicación de métodos matemáticos y computadoras en geología . Novosibirsk, Yakutsk: Centro de Computación, División Siberiana de la Academia de Ciencias de la URSS.

• Generador de columnas estratigráficas en línea
• Tamu.edu: Litoestratigrafía
• USGS.gov: Litoestratigrafía
• Nombres de agencias