Estratificación cruzada
En geología , la estratificación cruzada , también conocida como estratificación cruzada , es la formación de capas dentro de un estrato y en un ángulo con respecto al plano de estratificación principal. Las estructuras sedimentarias resultantes son unidades aproximadamente horizontales compuestas de capas inclinadas. La estratificación deposicional original está inclinada, y dicha inclinación no es el resultado de una deformación posterior a la deposición . Las capas cruzadas o "conjuntos" son los grupos de capas inclinadas, que se conocen como estratos cruzados.
Las estratificaciones cruzadas se forman durante la deposición en las superficies inclinadas de las formas de lecho, como ondulaciones y dunas ; esto indica que el entorno de deposición contenía un medio fluido (normalmente agua o viento). Ejemplos de estas formas de lecho son ondulaciones, dunas, antidunas, ondas de arena , montículos , barras y pendientes de deltas . [1] Los entornos en los que el movimiento del agua es lo suficientemente rápido y profundo como para desarrollar formas de lecho a gran escala se dividen en tres grupos naturales: ríos, entornos costeros y marinos dominados por las mareas. [2]
Significado
Los estratos cruzados pueden decir mucho a los geólogos sobre cómo era una zona en la antigüedad. La dirección en la que se inclinan los estratos indica la paleocorriente , la dirección aproximada del transporte de sedimentos. El tipo y la condición de los sedimentos pueden indicar a los geólogos el tipo de entorno (redondeo, clasificación, composición...). El estudio de análogos modernos permite a los geólogos sacar conclusiones sobre entornos antiguos. La paleocorriente se puede determinar observando una sección transversal de un conjunto de estratos cruzados. Sin embargo, para obtener una lectura verdadera, el eje de los estratos debe ser visible. También es difícil distinguir entre los estratos cruzados de una duna y los estratos cruzados de una antiduna . (Las dunas se inclinan río abajo mientras que las antidunas se inclinan río arriba.) [1]
La dirección del movimiento de los estratos cruzados puede mostrar direcciones antiguas de flujo o viento (llamadas paleocorrientes). Los estratos foresets se depositan en el ángulo de reposo (~34 grados desde la horizontal), por lo que los geólogos pueden medir la dirección de inclinación de los sedimentos de estratos cruzados y calcular la dirección del paleoflujo. Sin embargo, la mayoría de los estratos cruzados no son tabulares, son valles [ cita requerida ] . Dado que los valles pueden dar una variación de 180 grados de la inclinación de los estratos foresets, se pueden tomar paleocorrientes falsas midiendo los estratos foresets a ciegas. En este caso, la verdadera dirección de la paleocorriente está determinada por el eje del valle. La dirección de la paleocorriente es importante para reconstruir los patrones climáticos y de drenaje pasados: las dunas de arena preservan las direcciones del viento predominantes y las ondulaciones de la corriente muestran la dirección en la que se movían los ríos.
Formación
La estratificación cruzada se forma por la migración aguas abajo de formas de lecho, como ondulaciones o dunas [3] en un fluido que fluye. El flujo de fluido hace que los granos de arena se asciendan por el lado de la formación de lecho (aguas arriba) y se acumulen en la cima hasta que se alcanza el ángulo de reposo. En este punto, la cresta de material granular ha crecido demasiado y será superada por la fuerza del agua en movimiento, cayendo por el lado de sotavento (aguas abajo) de la duna. Las avalanchas repetidas eventualmente formarán la estructura sedimentaria conocida como estratificación cruzada, con la estructura inclinándose en la dirección de la paleocorriente.
El sedimento que continúa formando la estratificación cruzada generalmente se clasifica antes y durante la deposición en el lado "de sotavento" de la duna, lo que permite reconocer los estratos cruzados en rocas y depósitos de sedimentos. [4]
El ángulo y la dirección de los estratos cruzados son generalmente bastante consistentes. Los estratos cruzados individuales pueden variar en espesor desde unas pocas decenas de centímetros hasta cientos de pies o más, dependiendo del entorno de sedimentación y el tamaño de la forma del lecho. [5] La estratificación cruzada puede formarse en cualquier entorno en el que un fluido fluya sobre un lecho con material móvil. Es más común en depósitos fluviales (que consisten en arena y grava), áreas de mareas y en dunas eólicas .
Patrones de ordenamiento interno
Los sedimentos de estratificación cruzada se reconocen en el campo por las numerosas capas de " capas de sedimentación ", que son la serie de capas que se forman en el lado de aguas abajo o de sotavento de la formación del lecho (ondulación o duna). Estas capas de sedimentación se pueden diferenciar individualmente debido a la separación a pequeña escala entre capas de material de diferentes tamaños y densidades.
La estratificación cruzada también se puede reconocer por truncamientos en conjuntos de formaciones onduladas, donde los depósitos fluviales previamente existentes son erosionados por una inundación posterior y se depositan nuevas formas de lecho en el área erosionada.
Geometrías
La estratificación cruzada se puede subdividir según la geometría de los conjuntos y estratos cruzados en subcategorías. Los tipos más comúnmente descritos son la estratificación cruzada tabular y la estratificación cruzada de canal. La estratificación cruzada tabular, o estratificación plana, consiste en unidades de estratificación cruzada que son extensas horizontalmente en relación con el espesor del conjunto y que tienen superficies limítrofes esencialmente planas. [3] La estratificación cruzada de canal, por otro lado, consiste en unidades de estratificación cruzada en las que las superficies limítrofes son curvas y, por lo tanto, limitadas en extensión horizontal. [3]
Capas transversales tabulares (planares)
Las capas transversales tabulares (planares) consisten en unidades con estratificación cruzada que tienen una gran extensión horizontal en relación con el espesor del conjunto y que tienen superficies delimitadoras esencialmente planas. Las láminas anteriores de las capas transversales tabulares están curvadas de modo que se vuelven tangenciales a la superficie basal. [3]
La estratificación cruzada tabular se forma principalmente por la migración de ondulaciones y dunas de cresta recta a gran escala. Se forma durante regímenes de menor flujo. Los estratos individuales varían en espesor desde unas pocas decenas de centímetros hasta un metro o más, pero se han observado espesores de lecho de hasta 10 centímetros. [6] Cuando la altura del conjunto es inferior a 6 centímetros y las capas de estratificación cruzada tienen solo unos pocos milímetros de espesor, se utiliza el término laminación cruzada, en lugar de estratificación cruzada. Los conjuntos de estratos cruzados ocurren típicamente en sedimentos granulares, especialmente arenisca , e indican que los sedimentos se depositaron como ondulaciones o dunas, que avanzaron debido a una corriente de agua o aire. [7]
Camas transversales a través del canal
Los estratos cruzados son capas de sedimentos que están inclinadas con respecto a la base y la parte superior del estrato al que están asociadas. Los estratos cruzados pueden decir a los geólogos modernos muchas cosas sobre los entornos antiguos, como el entorno de deposición, la dirección del transporte de sedimentos (paleocorriente) e incluso las condiciones ambientales en el momento de la deposición. Por lo general, las unidades en el registro de rocas se denominan estratos, mientras que las capas constituyentes que forman el estrato se denominan láminas, cuando tienen menos de 1 cm de espesor y estratos cuando tienen más de 1 cm de espesor. [1] Los estratos cruzados están en ángulo con respecto a la base o la parte superior de los estratos circundantes. A diferencia de los estratos en ángulo, los estratos cruzados se depositan en ángulo en lugar de depositarse horizontalmente y deformarse más tarde. [8] Los estratos cruzados de canal tienen superficies inferiores que son curvas o en forma de pala y truncan los estratos subyacentes. Los estratos de proa también son curvados y se fusionan tangencialmente con la superficie inferior. Están asociados con la migración de dunas de arena. [9]
Sedimento
La forma de los granos y la clasificación y composición del sedimento pueden proporcionar información adicional sobre la historia de las capas cruzadas. La redondez de los granos, la variación limitada en el tamaño de los granos y los altos contenidos de cuarzo generalmente se atribuyen a historias más largas de meteorización y transporte de sedimentos. Por ejemplo: la arena bien redondeada y bien clasificada que se compone principalmente de granos de cuarzo se encuentra comúnmente en entornos de playa, lejos de la fuente del sedimento. El sedimento mal clasificado y angular que se compone de una diversidad de minerales se encuentra más comúnmente en ríos, cerca de la fuente del sedimento. [8] Sin embargo, los depósitos sedimentarios más antiguos con frecuencia se erosionan y se removilizan. Por lo tanto, un río puede erosionar una formación más antigua de arenas de playa bien redondeadas y bien clasificadas de cuarzo casi puro.
Entornos
Ríos
Los caudales se caracterizan por el clima (nieve, lluvia y derretimiento del hielo) y el gradiente. Las variaciones de caudal medidas en diversas escalas de tiempo pueden cambiar la profundidad y la velocidad del agua. Algunos ríos se pueden caracterizar por un hidrograma predecible y controlado estacionalmente (que refleja el derretimiento de la nieve o la temporada de lluvias). Otros están dominados por variaciones de duración características de la escorrentía de los glaciares alpinos o eventos de tormentas aleatorias, que producen un caudal repentino. Pocos ríos tienen un registro a largo plazo de caudal constante en el registro de rocas. [2]
Las formas de lecho son cuerpos de almacenamiento de sedimentos relativamente dinámicos con tiempos de respuesta cortos en relación con los cambios importantes en las características del flujo. Las formas de lecho a gran escala son periódicas y se producen en el canal (a escala de profundidad). Su presencia y variabilidad morfológica se han relacionado con la fuerza del flujo expresada como velocidad media o esfuerzo cortante . [2]
En un entorno fluvial, el agua de un curso de agua pierde energía y su capacidad de transportar sedimentos. Los sedimentos "caen" del agua y se depositan a lo largo de una barra de punta. Con el tiempo, el río puede secarse o avulsionarse y la barra de punta puede conservarse como estratificación cruzada.
Dominado por las mareas
Los entornos dominados por las mareas incluyen:
- Cuerpos de agua costeros que están parcialmente cerrados por la topografía , pero que tienen una conexión libre con el mar.
- Líneas costeras que tienen un rango de marea superior a un metro.
- Áreas en las que el volumen de escorrentía de agua es bajo en relación con el volumen o impacto de las mareas.
En general, cuanto mayor sea el rango de mareas, mayor será la fuerza máxima del flujo. [2] La estratificación cruzada en áreas dominadas por las mareas puede conducir a la formación de estratificación cruzada en espiga .
Aunque la dirección del flujo se invierte con regularidad, los patrones de flujo de las corrientes de inundación y reflujo no suelen coincidir. En consecuencia, el agua y el transporte de sedimentos pueden seguir una ruta indirecta dentro y fuera del estuario. Esto conduce a sistemas espacialmente variados en los que algunas partes del estuario están dominadas por la inundación y otras por el reflujo. La variabilidad temporal y espacial del flujo y el transporte de sedimentos, junto con los niveles de agua fluctuantes regulares, crean una variedad de morfologías de formas de lecho. [2]
Marina poco profunda
Las formas de lecho a gran escala se producen en plataformas continentales y epicontinentales clásticas, terrígenas o carbonatadas, poco profundas, que se ven afectadas por fuertes corrientes geostróficas , mareas de tormenta ocasionales y/o corrientes de marea. [2]
eólico
En un entorno eólico, los estratos cruzados a menudo presentan una gradación inversa debido a su deposición por flujos de granos . Los vientos arrastran los sedimentos a lo largo del suelo hasta que comienzan a acumularse. El lado en el que se produce la acumulación se denomina lado de barlovento. A medida que continúa acumulándose, algunos sedimentos caen sobre el extremo. Este lado se llama lado de sotavento . Los flujos de granos se producen cuando el lado de barlovento acumula demasiado sedimento, se alcanza el ángulo de reposo y el sedimento cae. A medida que se acumula más sedimento en la parte superior, el peso hace que el sedimento subyacente se consolide y forme estratos cruzados. [8]
Referencias
- ^ abc Collinson, JD, Thompson, DB, 1989, Estructuras sedimentarias (2.ª ed): División académica de Unwin Hyman Ltd, Winchester, MA, XXX p.
- ^ abcdef Ashley, G. (1990) "Clasificación de estratos subacuáticos a gran escala: una nueva mirada a un viejo problema". Journal of Sedimentary Petrology. 60.1: 160-172. Impreso.
- ^ abcd Boggs, S., 2006, Principios de sedimentología y estratigrafía (4.ª ed): Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, XXX pág.
- ^ Reesink, AJH y Bridge, JS, 2007 "Influencia de las formas de lecho superpuestas y la inestabilidad del flujo en la formación de estratos cruzados en dunas y barras unitarias". Geología sedimentaria , 202, 1-2, pág. 281-296 doi :10.1016/j.sedgeo.2007.02.00508/2002.
- ^ Bourke, Lawrence y McGarva, Roddy. "Go With The Flow: Part I Paleotransport Analysis" (Seguir la corriente: parte I Análisis del paleotransporte). Task Geoscience. Np, 08/2002. Web. 2 de noviembre de 2010. < "Task Geoscience: los expertos en imágenes de pozos y medidores de inclinación". Archivado desde el original el 28 de octubre de 2010. Consultado el 2 de diciembre de 2010 .>
- ^ Stow, AV, 2009, Rocas sedimentarias en el campo. Guía en color (3.ª ed.) impresa.
- ^ Hurlbut, C. 1976. El planeta en el que vivimos. Una enciclopedia ilustrada de las ciencias de la Tierra. Nueva York: Harry N. Abrams, Inc., Impreso.
- ^ abc Middleton, G., 2003, Enciclopedia de rocas sedimentarias: <MPG Books, Cornwall, GB, XXX pág.
- ^ McLane, Michael, Sedimentología, Oxford University Press, 1995, págs. 95-97 ISBN 0-19-507868-3
- Monroe, James S. y Wicander, Reed (1994) La Tierra cambiante: exploración de la geología y la evolución , 2.ª ed., St. Paul, Minn.: West, ISBN 0-314-02833-1 , págs. 113–114.
- Rubin, David M. y Carter, Carissa L. (2006) Formas de lecho y estratificación cruzada en animación , Sociedad de Geología Sedimentaria (SEPM), Atlas Series 2 , DVD n.° 56002, ISBN 1-56576-125-1
- Prothero, DR y Schwab, F., 1996, Geología sedimentaria, pág. 43-64, ISBN 0-7167-2726-9
Enlaces externos
- Animación de estratificación cruzada del USGS
- La bibliografía de la investigación eólica
