Rocas calcáreas o carbonatadas
Las rocas carbonatadas o calcáreas (calizas y dolomitas) representan aproximadamente una quinta parte de todas las rocas sedimentarias en el registro estratigráfico. Están conformadas por más del 50% de minerales de carbonato, predominantemente calcita y dolomita en las rocas antiguas, y calcita (incluidas las variedades altas y bajas en Mg) y aragonito en los sedimentos modernos.
El aragonito es comúnmente reemplazado por calcita durante la diagénesis temprana (solo raramente se conserva en algunas calizas impermeables de grano fino) y el Mg generalmente se pierde de la calcita alta en Mg.
Los otros minerales de carbonato solo raramente están presentes en calizas y dolomita.
Tipos de rocas calcáreas
Los principales grupos de rocas calcáreas, por lo tanto, son calizas y dolomitas, incluidas las calizas transicionales o parcialmente dolomizadas (Tabla 1).
Se la puede dividir básicamente en tres grupos:
- Calizas (piedra caliza)
- Dolomitas
- Rocas mixtas carbonáticas – siliciclásticas
| Tipos de rocas calcáreas (clasificación) | SUBTIPOS | Naturaleza y origen |
| Calizas (CaCO3 es dominante) | Tamaño de grano – Calcirudita >2mm – Calcarenita 0.063-2mm – Calcilutita | Partículas de carbonato formadas por precipitación química primaria, por secreción biogénica, como restos fragmentados de esqueletos de carbonato y por erosión de rocas de carbonato preexistentes. |
| Constituyente principal (Folk 1962) Oosparite, oomicrite Pelsparite, pelmicrite Biosparite, biomicrite Intrasparite, intramicrite Biolithite, dismicrite | ||
| Características texturales (Dunham 1962) Grainstone, packstone, wackestone, mudstone, boundstone, floatstone, rudstone, bafflestone, bindstone, framestone | ||
| Dolomía (Ca Mg (CO3)2) | 10–50% dolomita = Caliza dolomítica | La mayoría de las dolomías son formadas por reemplazo parcial o completo de piedra caliza; puede ocurrir de manera impredecible en condiciones evaporíticas, pero la mayoría se forma durante la diagénesis de entierro superficial a profundo. |
| 59–90% dolomita = Dolomita cálcica | ||
| >90% dolomita = dolomía | ||
| Rocas carbonatadas mixtas siliciclásticas | Conglomerados polimícticos (carbonato) – calciruditas impuras | Generalmente partículas de carbonato detrítico y cemento mezclado con material siliciclástico en proporciones variables. |
| Calizas arenosas-calcarenitas impuras | ||
| Marlstones/smarlstones |
Tabla 1: tipos de rocas carbonatadas
Todos los sedimentos de carbonato se ven más o menos afectados durante la diagénesis por disolución significativa, reemplazo de aragonito, etc., mientras que las dolomías se forman en su totalidad por sustitución diagenética temprana o tardía de la piedra caliza.
Muchas calizas son directamente análogas a las rocas siliciclásticas, formadas por el transporte y la deposición de partículas de carbonato: el tamaño de la grava se conoce como calciruditas, del tamaño de arena como calcarenitas y del tamaño del lodo como calcilutitas.
Sin embargo, las partículas de arena y lodo carbonatados se forman típicamente por precipitación biogénica o química, en lugar de erosión y erosión.
Otras calizas se forman in situ por el crecimiento de esqueletos de carbonatos en un marco de arrecife, o por la captura y unión de sedimentos en esteras microbianas.
Las calizas arrecifales generalmente tienen una apariencia sin estructura y sin lecho, con el material esquelético de los organismos coloniales como marco para un mayor crecimiento, y las cavidades llenas de una variedad de restos de carbonato y cemento.
El término «parche de arrecife» se refiere a una pequeña acumulación localizada, típicamente circular a ovalad; mientras que un arrecife de barrera es una estructura más grande y alargada, típicamente asociada con calizas lagunares hacia el talud de arrecifes más extenso y hacia mar adentro.
Las rocas mixtas carbonatadas (calizas y dolomitas) y siliciclásticas también son comunes, con todas las graduaciones entre siliciclásticos ricos en carbonato (por ejemplo, areniscas calcáreas) y calizas siliciclásticas (o impuras) (por ejemplo, calizas arenosas).
La marga es un buen término de campo para un verdadero híbrido de mudstone (lodolita) y piedra caliza de grano fino (calcilutita o micrite).
Cuando contiene más del 50% de lodo siliciclástico, se clasifica como un mudrock (lodolita), mientras que con más del 50% de carbonato es una piedra caliza.
En el campo, es imposible determinar con precisión los porcentajes de los componentes, por lo que el término general “marga” es ampliamente utilizado.
Principales características sedimentarias
Estratificación
- Espesor: muy variable, desde unidades extremadamente compactas hasta secciones laminadas microbianas muy finas.
- Estratificación cíclica: la alternancia regular de piedra caliza-marga, piedra caliza-chert (o facies similar) es muy común.
- Forma: incluye unidades regulares, tabulares, extensas (delgadas y gruesas), así como camas subparalelas / lenticulares. Esta última, más irregular, es el resultado común de la disolución posterior a la deposición. Las calizas arrecifales carecen de estructura y están inconexas, por lo general en contraste con las calizas de camas bien juntas asociadas. Las laderas del talud de los arrecifes tampoco tienen estructura, e irregulares a en forma de cuña.
- Límites: agudos o gradacionales; las capas de disolución (margas / arcillas), las costuras de disolución y los estilolitos son muy comunes; las superficies originales de la capa no siempre son aparentes; la compactación y la diagénesis en algunos casos acentúan la nitidez de los límites de la piedra caliza para que parezcan más abruptos que cuando se depositaron por primera vez.
Estructura
Las rocas carbonatadas (calizas y dolomitas) muestran la gama completa de estructuras sedimentarias primarias y secundarias encontradas en sus equivalentes siliciclásticos.
La laminación abundante y laminación cruzada, que incluye la estratificación cruzada a gran escala, están asociadas con los carbonatos marinos superficiales con influencia de las mareas.
Los estratos escalonados, secuencias de estructuras (por ejemplo, secuencias de Bouma o Stow), y unidades sin estructura o caóticas están asociadas con la resedimentación descendente en aguas más profundas por corrientes turbidíticas, flujos de escombros, deslizamientos y depresiones.
La estratificación cíclica (por ejemplo, marga calcárea) y la bioturbación extensa son típicos de las sucesiones pelágicas y hemipelágicas.
La ciclicidad del tamaño de grano, asociada con la bioturbación y las estructuras primarias menores e indistintas, es común en secuencias contouríticas.
Las estructuras que son más comunes para los carbonatos que los sedimentos siliciclasticos incluyen estructuras de cavidades, estructuras de techos y terrenos duros, superficies paleokarstocas, estromatolitos y estructuras de arrecifes de armazón.
Fábrica
La disposición de los granos y los clastos más grandes es un aspecto tan importante de las rocas carbonatadas como lo es para los siliciclásticos.
Los carbonatos son típicamente clastos, granos o matrices; el cemento puede ser más dominante que en la mayoría de las rocas siliciclásticas y el soporte estructural es típico del crecimiento in situ (por ejemplo, arrecifes).
La alineación del grano en capas paralelas y la imbricación del clasto también son tipos de fábrica típicos.
Textura
Tamaño del grano: las rocas de carbonato abarcan toda la gama de tamaños de grano, incluido el grado de lodo (calcilutites), el grado de arena (calcarenitas) y el grado de grava (calciruditas).
Las subdivisiones de estas clases son las mismas que para el sedimento siliciclástico equivalente.
Donde sea posible, el tamaño medio de grano, el tamaño máximo de grano / clasto, la clasificación y la forma del grano se deben estimar mediante el uso de tablas comparativas.
Textura deposición: uno de los principales esquemas de clasificación en uso para carbonatos se basa en la proporción relativa de lodo de carbonato presente y en el tipo de fábrica (grano o soporte de lodo).
Esto fue llamado textura deposicional por Dunham (1962) (ver abajo y Fig. 1).
Composición
Los principales componentes de la mayoría de los sedimentos carbonatados modernos son granos esqueléticos (bioclastos o fósiles), ovoides y otros granos sub-redondeados, intraclastos, lodo carbonato o micrita y, en biohermos y rocas antiguas, cemento (por ejemplo, sparita).
El tipo de grano esquelético depende de factores ambientales (salinidad, temperatura, profundidad), así como de la edad y la etapa de evolución.
Los principales organismos que contribuyen con los restos esqueléticos son los moluscos, los braquiópodos, los corales, los equinodermos, los briozoos, las algas calcáreas y los foraminíferos.
Otros grupos pueden ser importantes a nivel local: esponjas, estromatoporos, crustáceos (especialmente ostrácodos), anélidos y tentáculos.
La identificación de los tipos de organismos presentes produce información importante tanto para la bioestratigrafía como para la paleoecología.
Muchos corales, estromatolitos, briozoos y algas son organismos prefieren ambientes de aguas poco profundas.
Los moluscos y braquiópodos de caparazón grueso están bien adaptados a las aguas costeras de alta energía, mientras que los organismos planctónicos y de nado libre (incluidos muchos microfósiles que pueden ser difíciles de reconocer en el campo) tienden a acumularse preferentemente en aguas abiertas más tranquilas.
También es importante tener en cuenta el estado de fragmentación y si el material esquelético está en posición de crecimiento (estructura, deflector o incrustación).
Los ooides son esféricos o subesféricos, granos de tamaño de arena (típicamente 0.2-0.5 mm de diámetro).
Cuando el diámetro es > 2 mm, se denominan pisoides. Ambas consisten en revestimientos de carbonato concéntricos alrededor de un núcleo (por ejemplo, bioclastos o granos de cuarzo).
La mayoría de los ooides modernos son de aragonito, aunque esto cambia a la calcita durante la diagénesis, y algunos ooides antiguos fueron originalmente calcita.
Están formados por precipitación directa de carbonato de aguas poco profundas, cálidas y agitadas, muy posiblemente utilizando un intermediario microbiano para ayudar a establecer las condiciones químicas locales ideales que favorezcan la precipitación.
Las partículas subesféricas de forma más irregular se conocen como oncoides (oncolitos).
Estos son, de hecho, debido a la precipitación microbiana de carbonato a medida que las partículas biogénicas en crecimiento se lavan de un lado a otro en aguas agitadas poco profundas.
Los peloides son subesféricos a elipsoidales (típicamente <1 mm de largo), compuestos de calcita de grano fino (micrita) y que no tienen estructura interna.
En su mayoría se originan como pellets fecales, especialmente de organismos como gasterópodos, crustáceos y poliquetos, y se producen en calizas de ambientes más protegidos: lagunas y llanuras mareales, por ejemplo.
Se pueden formar granos amorfos de forma más irregular mediante el reemplazo microbiano de partículas esqueléticas por micrita.
Los intraclastos son partículas y clastos de sedimento carbonatado reelaborado (litificado o parcialmente litificado), comúnmente a partir de un tamaño de arena de varios centímetros de longitud.
Se forman a partir de la desecación de lodos de mareas planas, erosión de mareas, lagunas y lodazales por tormentas, y de pendientes marinas más profundas y carbonatos basales por el paso de las corrientes de turbidez.
Micrita es el término que se le da al material de carbonato de grano fino (calcita microcristalina, <4μm de diámetro) que forma la matriz de muchas calizas y es el constituyente principal de las calizas de grano fino.
Su precursor moderno es el fango de carbonato (o lima) que se forma principalmente a través de la desintegración de algas calcáreas y otro material esquelético, y en parte a través de la precipitación inorgánica directa.
La micrita también se puede formar directamente como un cemento en lugar de una matriz.
Los tipos de cemento carbonato en calizas incluyen: esparita, una calcita clara, equitativa y llenadora de poros; microsparita, un cemento de calcita con un tamaño de cristal más pequeño (5-15 μm); calcita fibrosa, como un recubrimiento en granos y fósiles y un revestimiento en las paredes de la cavidad; y micrita (una calcita microcristalina).
Color
El tamaño del grano y las impurezas son los factores clave que influyen en el color de las rocas carbonatadas.
Los carbonatos muy puros, tanto gruesos como de grano fino, son de color gris claro a blanco. En calizas menos puras, los colores grises más oscuros están asociados con un tamaño de grano más fino.
La naturaleza de la impureza determina aún más el color: las calizas ricas en materia orgánica son de color gris oscuro a negro, mientras que el aumento del contenido de hierro hace que los colores sean rosáceos o rojizos.
El contenido de hierro de muchas dolomías generalmente les da a estas rocas un tono de rosado a marrón anaranjado.
Clasificación de las calizas
Tres esquemas se utilizan actualmente para clasificar a las calizas.
- Tamaño del grano. Un esquema simple pero útil divide a las calizas en función del tamaño medio de grano en calcilutitas (<63 μm), calcarenitas (63 μm-2 mm) y calciruditas (> 2 mm). Esto se aplica fácilmente a calizas particuladas en lugar de cristalinas, especialmente cuando la deposición se ha realizado mediante procesos de corrientes normales (por ejemplo, la familia de las calciturbiditas en aguas profundas, calcidebritas, calcicontourites, etc.).
- Folk (1962) ( 7.1).
- Dunham (1962) ( 7.2).
Soy ingeniero geólogo con experiencia y conocimiento en el área de exploración minera, hidrocarburos, evaluación de depósitos minerales metálicos y no metálicos, exploración de piedras preciosas y de metales preciosos, procesamiento de datos geológicos en software especializado y métodos de explotación de recursos naturales.
Además, tengo conocimiento en geología aplicada a la ingeniería geológica, donde se incluye el estudio de suelos, rocas y agua para la construcción de obras de ingeniería civil.
