Diagénesis y litificación

El término diagénesis es un término colectivo para todos los cambios químicos, físicos y biológicos que tienen lugar después de que se depositan los sedimentos y durante y después de la litificación.

Se puede producir un gran cambio en el sedimento desde el momento en que se deposita hasta que se convierte en una roca sedimentaria y, posteriormente, se somete a las temperaturas y presiones que lo convierten en roca metamórfica.

El entierro ocasiona la diagénesis porque a medida que los sedimentos están enterrados, están sujetos a temperaturas y presiones cada vez más altas.

La diagénesis ocurre dentro de los pocos kilómetros superiores de la corteza terrestre a temperaturas que generalmente son inferiores a 150 ° a 200 ° C.

Más allá de este umbral algo arbitrario, se dice que ocurre el metamorfismo.

Un ejemplo de cambio diagenético es la recristalización, el desarrollo de minerales más estables a partir de los menos estables.

Está ilustrado por el mineral aragonito, la forma menos estable de carbonato de calcio (CaCO3).

La aragonita es secretada por muchos organismos marinos para formar conchas y otras partes duras, como las estructuras esqueléticas producidas por los corales.

En algunos entornos, grandes cantidades de estos materiales sólidos se acumulan como sedimento.

A medida que se lleva a cabo el entierro, la aragonita se recristaliza en la forma más estable de carbonato de calcio, calcita, el componente principal de la piedra caliza sedimentaria.

Otro ejemplo de diagénesis es cuando se forma el carbón, que implicaba la alteración química de la materia orgánica en un ambiente pobre en oxígeno.

En lugar de descomponerse completamente, como ocurriría en presencia de oxígeno, la materia orgánica se transforma lentamente en carbono sólido.

La diagénesis incluye la litificación, que son los procesos mediante los cuales los sedimentos no consolidados se transforman en rocas sedimentarias sólidas.

Los procesos básicos de litificación incluyen compactación y cementación.

El cambio diagenético físico más común es la compactación.

A medida que se acumula el sedimento, el peso del material superpuesto comprime los sedimentos más profundos.

Cuanto más profundo está enterrado un sedimento, más se compacta y más firme se vuelve.

A medida que los granos se presionan más y más, hay una reducción considerable en el espacio de los poros (el espacio abierto entre las partículas).

Por ejemplo, cuando las arcillas se entierran debajo de varios miles de metros de material, el volumen de arcilla puede reducirse hasta en un 40 por ciento.

A medida que disminuye el espacio de los poros, gran parte del agua que quedó atrapada en los sedimentos es expulsada.

Debido a que las arenas y otros sedimentos gruesos son menos compresibles, la compactación es más importante como un proceso de litificación en rocas sedimentarias de grano fino.

La cementación es el proceso más importante por el cual los sedimentos se convierten en roca sedimentaria. Es un cambio diagenético que implica la cristalización de minerales entre los granos de sedimentos individuales.

El agua subterránea transporta iones en solución.

Gradualmente, la cristalización de nuevos minerales a partir de estos iones tiene lugar en los espacios de los poros, cementando los clastos.

Así como la cantidad de espacio de poros se reduce durante la compactación, la adición de cemento en un depósito sedimentario también reduce su porosidad.

Calcita, sílice y óxido de hierro son los cementos más comunes.

A menudo es una cuestión relativamente simple identificar el material de cementación.

El cemento de calcita efervescerá con ácido clorhídrico diluido.

La sílice es el cemento más duro y, por lo tanto, produce las rocas sedimentarias más duras.

Un color naranja o rojo oscuro en una roca sedimentaria significa que el óxido de hierro está presente.

La mayoría de las rocas sedimentarias se litifican mediante compactación y cementación.

Sin embargo, algunos inicialmente se forman como masas sólidas de cristales entrecruzados en lugar de comenzar como acumulaciones de partículas separadas que luego se vuelven sólidas.

Otras rocas sedimentarias cristalinas no comienzan de esa manera, sino que se transforman en masas de cristales entrelazados en algún momento después de que se deposita el sedimento.

Por ejemplo, con el tiempo y el entierro, el sedimento suelto que consiste en delicados restos esqueléticos calcáreos puede recristalizarse en una piedra caliza cristalina relativamente densa.

Debido a que los cristales crecen hasta que llenan todo el espacio disponible, los espacios de poros a menudo carecen de rocas sedimentarias cristalinas.

A menos que las rocas luego desarrollen juntas y fracturas, serán relativamente impermeables a fluidos como el agua y el petróleo.