Roca clástica

Las rocas clásticas están compuestas de fragmentos, o clastos, de minerales y rocas preexistentes . Un clasto es un fragmento de detritos geológicos , ^[1] trozos y granos más pequeños de roca desprendidos de otras rocas por la erosión física . ^[2] Los geólogos utilizan el término clástico para referirse a rocas sedimentarias y partículas en el transporte de sedimentos , ya sea en suspensión o como carga de lecho , y en depósitos de sedimentos .

Las rocas sedimentarias clásticas son rocas compuestas predominantemente de fragmentos rotos o clastos de rocas erosionadas y meteorizadas más antiguas . Los sedimentos clásticos o rocas sedimentarias se clasifican en función del tamaño de grano , la composición de clastos y material cementante ( matriz ) y la textura. Los factores de clasificación suelen ser útiles para determinar el entorno de deposición de una muestra . Un ejemplo de entorno clástico sería un sistema fluvial en el que la gama completa de granos transportados por el agua en movimiento consiste en fragmentos erosionados de roca sólida río arriba.

El tamaño de grano varía desde arcilla en lutitas y arcillosas , pasando por limo en limolitas , arena en areniscas , y grava , cantos rodados , hasta fragmentos del tamaño de cantos rodados en conglomerados y brechas . La escala phi (φ) de Krumbein ordena numéricamente estos términos en una escala de tamaño logarítmica.

Las rocas siliciclásticas son rocas clásticas no carbonatadas que están compuestas casi exclusivamente de silicio, ya sea en formas de cuarzo o como silicatos.

La composición de las rocas sedimentarias siliciclásticas incluye los componentes químicos y mineralógicos de la estructura, así como el material cementante que compone estas rocas. Boggs las divide en cuatro categorías: minerales principales, minerales accesorios, fragmentos de roca y sedimentos químicos. ^[3]

Los minerales principales se pueden clasificar en subdivisiones según su resistencia a la descomposición química. Aquellos que poseen una gran resistencia a la descomposición se clasifican como estables, mientras que los que no la poseen se consideran menos estables. El mineral estable más común en las rocas sedimentarias siliciclásticas es el cuarzo (SiO ₂ ). ^[3] El cuarzo constituye aproximadamente el 65 por ciento de los granos de estructura presentes en las areniscas y alrededor del 30 por ciento de los minerales en la pizarra promedio. Los minerales menos estables presentes en este tipo de rocas son los feldespatos , incluidos los feldespatos potásicos y plagioclasa. ^[3] Los feldespatos comprenden una porción considerablemente menor de granos de estructura y minerales. Solo representan alrededor del 15 por ciento de los granos de estructura en las areniscas y el 5% de los minerales en las pizarras. Los grupos minerales arcillosos están presentes principalmente en las lutitas (que comprenden más del 60% de los minerales) pero se pueden encontrar en otras rocas sedimentarias siliciclásticas en niveles considerablemente más bajos. ^[3]

Los minerales accesorios se asocian con aquellos cuya presencia en la roca no es directamente importante para la clasificación del espécimen. Estos generalmente se encuentran en cantidades más pequeñas en comparación con el cuarzo y los feldespatos. Además, los que se encuentran son generalmente minerales pesados ​​o micas de grano grueso (tanto moscovita como biotita ). ^[3]

Los fragmentos de roca también se encuentran en la composición de rocas sedimentarias siliciclásticas y son responsables de alrededor del 10 al 15 por ciento de la composición de la arenisca. Por lo general, constituyen la mayoría de las partículas del tamaño de la grava en los conglomerados, pero contribuyen solo en una cantidad muy pequeña a la composición de las lutitas . Aunque a veces lo son, los fragmentos de roca no siempre son de origen sedimentario. También pueden ser metamórficos o ígneos . ^[3]

Los cementos químicos varían en abundancia, pero se encuentran predominantemente en areniscas. Los dos tipos principales son los que tienen base de silicato y los que tienen base de carbonato. La mayoría de los cementos de sílice están compuestos de cuarzo, pero pueden incluir sílex , ópalo , feldespatos y zeolitas . ^[3]

La composición incluye la constitución química y mineralógica de los fragmentos individuales o variados y el material cementante ( matriz ) que mantiene unidos los clastos como una roca. Estas diferencias se utilizan con mayor frecuencia en los granos de la estructura de las areniscas. Las areniscas ricas en cuarzo se denominan arenitas de cuarzo , las ricas en feldespato se denominan arcosas y las ricas en líticos se denominan areniscas líticas .

Las rocas sedimentarias siliciclásticas están compuestas principalmente de partículas de silicato derivadas de la meteorización de rocas más antiguas y del vulcanismo piroclástico. Si bien el tamaño del grano, la composición de los clastos y del material cementante (matriz) y la textura son factores importantes en lo que respecta a la composición, las rocas sedimentarias siliciclásticas se clasifican según el tamaño del grano en tres categorías principales: conglomerados , areniscas y lutitas . El término arcilla se utiliza para clasificar partículas menores de 0,0039 milímetros. Sin embargo, el término también se puede utilizar para referirse a una familia de minerales de silicato en láminas. ^[3] El limo se refiere a partículas que tienen un diámetro entre 0,062 y 0,0039 milímetros. El término lodo se utiliza cuando las partículas de arcilla y limo se mezclan en el sedimento; lutita es el nombre de la roca creada con estos sedimentos. Además, las partículas que alcanzan diámetros entre 0,062 y 2 milímetros entran en la categoría de arena. Cuando la arena se cementa y se litifica, se la conoce como arenisca. Se considera grava a cualquier partícula que tenga un tamaño superior a dos milímetros. Esta categoría incluye guijarros , cantos rodados y cantos rodados. Al igual que la arenisca, cuando las gravas están litificadas se consideran conglomerados. ^[3]

Los conglomerados son rocas de grano grueso compuestas predominantemente de partículas del tamaño de la grava que normalmente se mantienen unidas por una matriz de grano más fino. ^[4] Estas rocas a menudo se subdividen en conglomerados y brechas. La característica principal que divide estas dos categorías es la cantidad de redondeo. Las partículas del tamaño de la grava que forman los conglomerados son bien redondeadas, mientras que en las brechas son angulares. Los conglomerados son comunes en las sucesiones estratigráficas de la mayoría de las edades, si no de todas, pero solo representan el uno por ciento o menos, en peso, de la masa de roca sedimentaria total. ^[3] En términos de origen y mecanismos de deposición, son muy similares a las areniscas. Como resultado, las dos categorías a menudo contienen las mismas estructuras sedimentarias. ^[3]

Las areniscas son rocas de grano medio compuestas de fragmentos redondeados o angulares del tamaño de la arena, que a menudo, aunque no siempre, tienen un cemento que los une. Estas partículas del tamaño de la arena suelen ser cuarzo , pero existen algunas categorías comunes y una amplia variedad de esquemas de clasificación que clasifican las areniscas según su composición. Los esquemas de clasificación varían ampliamente, pero la mayoría de los geólogos han adoptado el esquema Dott ^[5] [ ^{se necesita una mejor fuente ]} que utiliza la abundancia relativa de cuarzo, feldespato y granos de estructura lítica y la abundancia de matriz fangosa entre estos granos más grandes.

Las rocas que se clasifican como lutitas tienen un grano muy fino. El limo y la arcilla representan al menos el 50% del material del que están compuestas las lutitas. Los esquemas de clasificación de las lutitas tienden a variar, pero la mayoría se basan en el tamaño del grano de los componentes principales. En las lutitas, estos son generalmente limo y arcilla. ^[6]

Según Blatt, Middleton y Murray ^[7] las lutitas que están compuestas principalmente de partículas de limo se clasifican como limolitas. A su vez, las rocas que poseen arcilla como partícula mayoritaria se denominan arcillositas. En geología, una mezcla tanto de limo como de arcilla se denomina lodo. Las rocas que poseen grandes cantidades tanto de arcilla como de limo se denominan lutitas. En algunos casos, el término pizarra también se utiliza para referirse a las lutitas y sigue siendo ampliamente aceptado por la mayoría. Sin embargo, otros han utilizado el término pizarra para dividir aún más las lutitas en función del porcentaje de constituyentes de arcilla. La forma de placa de la arcilla permite que sus partículas se apilen una sobre otra, creando láminas o lechos. Cuanto más arcilla presente en una muestra determinada, más laminada es una roca. La pizarra, en este caso, se reserva para las lutitas que están laminadas, mientras que la lutita se refiere a las que no lo están.

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  Lodo rojo
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  Esquisto negro

Las rocas siliciclásticas se forman inicialmente como depósitos de sedimentos poco compactados que incluyen gravas, arenas y lodos. El proceso de convertir sedimentos sueltos en rocas sedimentarias duras se llama litificación . Durante el proceso de litificación, los sedimentos experimentan cambios físicos, químicos y mineralógicos antes de convertirse en roca. El proceso físico principal en la litificación es la compactación. A medida que continúa el transporte y la deposición de sedimentos, se depositan nuevos sedimentos sobre lechos previamente depositados, enterrándolos. El enterramiento continúa y el peso de los sedimentos suprayacentes provoca un aumento de la temperatura y la presión. Este aumento de la temperatura y la presión hace que los sedimentos de grano suelto se compacten firmemente, lo que reduce la porosidad, esencialmente exprimiendo el agua del sedimento. La porosidad se reduce aún más por la precipitación de minerales en los espacios porosos restantes. ^[3] La etapa final del proceso es la diagénesis y se analizará en detalle a continuación.

La cementación es el proceso diagenético por el cual los sedimentos clásticos gruesos se litifican o consolidan para formar rocas duras y compactas, generalmente a través de la deposición o precipitación de minerales en los espacios entre los granos individuales de sedimento. ^[4] La cementación puede ocurrir simultáneamente con la deposición o en otro momento. Además, una vez que se deposita un sedimento, queda sujeto a la cementación a través de las diversas etapas de diagénesis que se analizan a continuación.

La eogénesis se refiere a las primeras etapas de la diagénesis. Esto puede tener lugar a profundidades muy superficiales, que van desde unos pocos metros hasta decenas de metros por debajo de la superficie. Los cambios que ocurren durante esta fase diagenética se relacionan principalmente con la reelaboración de los sedimentos. La compactación y el reempaquetamiento de granos, la bioturbación , así como los cambios mineralógicos ocurren en diversos grados. ^[3] Debido a las profundidades poco profundas, los sedimentos experimentan solo una compactación menor y un reordenamiento de granos durante esta etapa. Los organismos reelaboran los sedimentos cerca de la interfaz deposicional excavando, arrastrándose y, en algunos casos, ingiriendo sedimentos. Este proceso puede destruir las estructuras sedimentarias que estaban presentes en el momento de la deposición del sedimento. Estructuras como la laminación darán paso a nuevas estructuras asociadas con la actividad de los organismos. A pesar de estar cerca de la superficie, la eogénesis proporciona condiciones para que ocurran cambios mineralógicos importantes. Esto implica principalmente la precipitación de nuevos minerales.

Los cambios mineralógicos que ocurren durante la eogénesis dependen del entorno en el que se ha depositado ese sedimento. Por ejemplo, la formación de pirita es característica de las condiciones reductoras en entornos marinos. ^[3] La pirita puede formarse como cemento o reemplazar materiales orgánicos, como fragmentos de madera. Otras reacciones importantes incluyen la formación de clorita , glauconita , ilita y óxido de hierro (si hay agua intersticial oxigenada). La precipitación de feldespato potásico, sobrecrecimientos de cuarzo y cementos de carbonato también ocurre en condiciones marinas. En entornos no marinos, las condiciones oxidantes son casi siempre predominantes, lo que significa que los óxidos de hierro se producen comúnmente junto con minerales arcillosos del grupo del caolín . La precipitación de cementos de cuarzo y calcita también puede ocurrir en condiciones no marinas.

A medida que los sedimentos se entierran más profundamente, las presiones de carga se vuelven mayores, lo que da como resultado un empaquetamiento apretado de los granos y un adelgazamiento del lecho. Esto provoca un aumento de la presión entre los granos, lo que aumenta la solubilidad de los granos. Como resultado, se produce la disolución parcial de los granos de silicato. Esto se llama soluciones de presión. Químicamente hablando, los aumentos de temperatura también pueden hacer que aumenten las velocidades de reacción química. Esto aumenta la solubilidad de la mayoría de los minerales comunes (aparte de las evaporitas). ^[3] Además, los lechos se adelgazan y la porosidad disminuye, lo que permite que se produzca la cementación por precipitación de cementos de sílice o carbonato en el espacio poroso restante.

En este proceso, los minerales cristalizan a partir de soluciones acuosas que se filtran a través de los poros entre los granos de sedimento. El cemento que se produce puede tener o no la misma composición química que el sedimento. En las areniscas, los granos de la estructura suelen estar cementados por sílice o carbonato. El grado de cementación depende de la composición del sedimento. Por ejemplo, en las areniscas líticas, la cementación es menos extensa porque el espacio poroso entre los granos de la estructura está lleno de una matriz fangosa que deja poco espacio para que se produzca la precipitación. Este suele ser también el caso de las lutitas. Como resultado de la compactación, los sedimentos arcillosos que componen las lutitas son relativamente impermeables.

La disolución de los granos de silicato de la estructura y del cemento de carbonato formado previamente puede ocurrir durante un enterramiento profundo. Las condiciones que lo favorecen son esencialmente opuestas a las requeridas para la cementación. Los fragmentos de roca y los minerales de silicato de baja estabilidad, como el feldespato plagioclasa , los piroxenos y los anfíboles , pueden disolverse como resultado del aumento de las temperaturas de enterramiento y la presencia de ácidos orgánicos en las aguas intersticiales. La disolución de los granos de la estructura y los cementos aumenta la porosidad, particularmente en las areniscas. ^[3]

Se refiere al proceso por el cual un mineral se disuelve y un nuevo mineral llena el espacio mediante precipitación. El reemplazo puede ser parcial o completo. El reemplazo completo destruye la identidad de los minerales o fragmentos de roca originales, lo que da una visión sesgada de la mineralogía original de la roca. ^[3] La porosidad también puede verse afectada por este proceso. Por ejemplo, los minerales arcillosos tienden a llenar el espacio de los poros y, por lo tanto, reducen la porosidad.

En el proceso de enterramiento, es posible que los depósitos siliciclásticos puedan ser posteriormente elevados como resultado de un evento de formación de montañas o erosión . ^[3] Cuando se produce el levantamiento, expone los depósitos enterrados a un entorno radicalmente nuevo. Debido a que el proceso lleva material a la superficie o más cerca de ella, los sedimentos que experimentan el levantamiento están sujetos a temperaturas y presiones más bajas, así como a agua de lluvia ligeramente ácida. En estas condiciones, los granos de la estructura y el cemento vuelven a estar sujetos a la disolución y, a su vez, a un aumento de la porosidad. Por otro lado, la telogénesis también puede cambiar los granos de la estructura a arcillas, reduciendo así la porosidad. Estos cambios dependen de las condiciones específicas a las que está expuesta la roca, así como de la composición de la roca y las aguas intersticiales. Las aguas intersticiales específicas pueden provocar la precipitación adicional de cementos de carbonato o sílice. Este proceso también puede fomentar el proceso de oxidación en una variedad de minerales que contienen hierro.

Las brechas sedimentarias son un tipo de roca sedimentaria clástica que se compone de clastos de otras rocas sedimentarias, de orientación aleatoria, angulares o subangulares. Pueden formarse:

1. En flujos de escombros submarinos , avalanchas , flujos de lodo o flujos de masa en un medio acuoso, las turbiditas son, técnicamente, una forma de depósito de flujo de escombros y son un depósito periférico de grano fino de un flujo de brecha sedimentaria.
2. Fragmentos de rocas angulares, poco clasificados y muy inmaduros en una masa de base de grano más fino que se producen por desgaste en masa. Se trata, en esencia, de coluviones litificados . Las secuencias gruesas de brechas sedimentarias (coluviales) se forman generalmente junto a escarpes de fallas en fosas tectónicas .

En el campo, a veces puede resultar difícil distinguir entre una brecha sedimentaria de flujo de escombros y una brecha coluvial, especialmente si se trabaja únicamente con información de perforación . Las brechas sedimentarias son una roca huésped integral para muchos depósitos sedimentarios exhalativos .

Las rocas ígneas clásticas incluyen rocas volcánicas piroclásticas como tobas , aglomerados y brechas intrusivas , así como algunas morfologías intrusivas eutáxicas y taxíticas marginales. Las rocas ígneas clásticas se rompen por flujo, inyección o disrupción explosiva de rocas ígneas sólidas o semisólidas o lavas .

Las rocas ígneas clásticas se pueden dividir en dos clases:

1. Rocas rotas y fragmentarias producidas por procesos intrusivos , generalmente asociadas con plutones o existencias de pórfido.
2. Rocas rotas y fragmentarias asociadas a erupciones volcánicas, tanto de tipo lávico como piroclástico.

Las rocas metamórficas clásticas incluyen brechas formadas en fallas , así como también protomilonita y pseudotaquilita . Ocasionalmente, las rocas metamórficas pueden brechificarse mediante fluidos hidrotermales , formando una brecha de hidrofractura .

Las rocas clásticas hidrotermales se limitan generalmente a aquellas formadas por hidrofractura , el proceso por el cual la circulación hidrotermal agrieta y brechifica las rocas de la pared y las llena de vetas. Esto es particularmente prominente en depósitos de minerales epitermales y está asociado con zonas de alteración alrededor de muchas rocas intrusivas, especialmente granitos . Muchos depósitos de skarn y greisen están asociados con brechas hidrotermales.

Durante el impacto de un meteorito se puede formar una forma bastante rara de roca clástica , compuesta principalmente por material eyectado, clastos de roca desprendida , fragmentos de roca fundida, tectitas (vidrio expulsado del cráter del impacto) y fragmentos exóticos, incluidos fragmentos derivados del propio objeto de impacto.

Para identificar una roca clástica como una brecha de impacto es necesario reconocer conos de fractura , tectitas, esferulitas y la morfología de un cráter de impacto , además de reconocer potencialmente firmas químicas y de oligoelementos particulares, especialmente osmiridio .

• La definición del diccionario de clast en Wikcionario