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3.5.3. Estructuras sedimentarias

Estructuras sedimentarias

Las estructuras sedimentarias son los rasgos geométricos y diferenciaciones de textura o de composición que se generan en un sedimento. Se producen como consecuencia de los procesos físicos y químicos que hayan ocurrido durante su depósito y después de que se hubiera depositado.

Las estructuras sedimentarias aportan mucha información sobre cómo era el ambiente sedimentario en el que se formaron, qué procesos ocurrían cuando se depositó el sedimento, cuál era la dirección de la corriente, qué agente de transporte desplazaba al sedimento, etc. También existen otras estructuras que ayudan a determinar cuál es la parte superior e inferior del estrato.

Las estructuras sedimentarias se clasifican en estos grupos:

Estructuras sedimentarias  primarias

Las estructuras sedimentarias primarias se forman a causa de los procesos sedimentarios (físicos, químicos, actividad biológica) que ocurrieron cuando se produjo el depósito. Se producen rápidamente, pero también pueden ser erosionadas fácilmente y desaparecer.

Las estructuras primarias se encuentran en sedimentos detríticos y las originan los mismos procesos que provocaron el depósito, como las corrientes de viento o de agua.

Cada estructura sedimentaria puede aportar información para ayudarnos a entender los acontecimientos que ocurrieron allí. En este tema se tratarán algunas de estas estructuras:

Estratificación y laminación

Estratos

La estructura sedimentaria más simple es el estrato, y la estratificación la propiedad más característica de las rocas sedimentarias. La estratificación hace referencia a las capas de sedimentos apiladas unas sobre otras, que pueden tener un espesor de milímetros a cientos de metros.

Un estrato es la unidad de sedimentación comprendida entre dos superficies limitadas que, aunque pueden representar diferentes estructuras, se han formado en una fase continua de sedimentación.

El estrato es una unidad geométrica y genética de rocas sedimentarias caracterizadas por su composición (tanto litológica como su contenido biológico), sus límites, su forma, su textura y estructura.

Algunos ligeros cambios en el tipo de sedimentos producen la diferenciación entre un estrato y otro 

Los estratos están limitados por dos plano de estratificación:

  • El muro o parte inferior del estrato.
  • El techo o parte superior del estrato.

Ligeros cambios en el tipo de los sedimentos producen cambios en la sedimentación y producen diferentes capas una encima de la otra.

Los estratos se depositan según el Principio de horizontalidad propuesto por Steno, que dice las capas de sedimentos se depositan generalmente en posición horizontal, de tal modo que si se encuentran más o menos inclinadas es porque han debido bascular o plegarse después de que se hubiera producido el depósito.

También se debe a Steno el Principio de continuidad lateral, que dice que los estratos, originalmente se extienden en todas las direcciones, perdiendo grosor en los bordes del área de deposición.

Pero estos sedimentos, aunque se depositaron horizontalmente, han podido cambiar su posición por esfuerzos tectónicos y hacer que varíe la secuencia normal de superposición y horizontalidad. Hay algunos estructuras sedimentarias que permiten reconocer cuál es la base y el techo del estrato.

Laminaciones

Si el tamaño de esta capa sedimentaria es menor de 1 centímetro, se habla de láminas y laminaciones. Las laminaciones se producen en sedimentos de grano fino.

Dunas y ripples

El agua y el viento desplazan los sedimentos y pueden dar lugar a unas rizaduras (u ondulitas) que, según su tamaño pueden ser dunas (si el tamaño es superior a 10 cm) o ripples (si el tamaño es inferior a 10 cm).

Un ripple (o rizadura) es una estructura sedimentaria que se presenta en los depósitos de arena y que consiste en pequeñas ondulaciones en la superficie de los estratos constituidas por crestas y senos intermedios. Los ripples se producen por el movimiento del agua de una corriente o por el oleaje.

  • Si estas ondulaciones son simétricas, estarían originadas por un flujo de agua de ida y vuelta que desplaza al sedimento. Serían características de un medio marino poco profundo, donde las olas y las mareas generan estas estructuras simétricas.


  • Si estas ondulaciones son asimétricas, estarían originadas por corrientes en una sola dirección, como puede ser un río. Estas ondulaciones tienen un lado con una pendiente más suave y otra más inclinada. Este tipo de ripples se denominan ripples de corriente. Indican la dirección de la corriente, puesto que el sedimento se desplaza hacia arriba por el lado más suave, el que tiene menor inclinación, y cae por el lado más inclinado. De este modo, esta rizadura se desplaza en la misma dirección que fluye el agua.


El viento también puede generar estas rizaduras a distintas escalas.

  • A pequeña escala, se pueden encontrar en playas.
  • A gran escala, se forman dunas, características de ambientes desérticos y de algunas zonas costeras.

Los círculos rojos representan granos de sedimento que suben por el lado menos inclinado y caen por el lado más inclinado formando estratificación cruzada.

.Nwhit, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Estratificación cruzada

Las dunas y los ripples se mueven constantemente y, después de que el sedimento se ha depositado, pasa la siguiente rizadura depositando nuevo sedimento en la parte superior. No siempre se conserva la parte superior de los ripples y las dunas, sino que queda registrada la parte más inclinada del ripple, la zona por la que caen los granos, produciendo una estructura llamada estratificación cruzada.

Los granos de arena circulan por el lado largo del ripple y luego caen por la zona más vertical, depositándose al otro lado del ripple (o duna).

La estratificación cruzada aporta información sobre cómo fue la dirección del flujo de viento o de agua que transportaba los sedimentos. El lado más vertical, el de mayor inclinación, siempre se inclina hacia la misma dirección que ese flujo.

La estratificación cruzada está formada por pequeñas capas depositadas formando un ángulo con los planos de estratificación.

Estratificación gradada

La estratificación gradada es una estructura sedimentaria en la que se observa cómo cambia en tamaño del grano desde la base al techo de un estrato. En la parte inferior del estrato están las partículas más gruesas, y las más finas, en la parte superior, disminuyendo progresivamente su tamaño.

La estratificación gradada se produce cuando la energía que lleva el agente de transporte disminuye gradualmente, aunque también se puede dar en procesos más rápidos, como ocurre en las corrientes de turbidez. Las corrientes de turbidez son avalanchas submarinas de sedimentos que caen desde la plataforma continental al fondo del océano. Los sedimentos formados a partir de las corrientes de turbidez se llaman turbiditas, que suelen presentarse con estratificación gradada.

La estratificación gradada se origina cuando los granos más grandes y pesados se depositan en el fondo, y los granos más pequeños y ligeros lo hacen más tarde. De este modo, se clasifican los granos de mayor a menor tamaño. Este tipo de estratificación se suele producir en lagos, en fondos abisales y en ambientes marinos de talud.

Grietas de desecación

Las grietas de retracción o de desecación (o mud cracks) se forman cuando un sedimento arcilloso que estaba húmedo, se seca. Los minerales de la arcilla se expanden cuando se mojan y se contraen al deshidratarse por evaporación. Al contraerse, se pueden forman grietas poligonales sobre la superficie. Es muy habitual encontrarlas en sedimentos actuales, cerca de los ríos, lagos y otras zonas que se inunden. Esas grietas se pueden rellenar con nuevo sedimento que se deposite encima y quedar preservadas.

Las grietas son más anchas por la parte superior y más estrechas por la inferior, lo que puede servir para identificar si corresponden a la base o al techo del estrato.

Las grietas de retracción demuestran que el sedimento se encontraba por encima del nivel del agua cuando se formaron estas grietas. .

Impresiones de gotas de lluvia

Aunque puede parecer insignificante la acción de una gota de agua de lluvia sobre el suelo, cuando el sedimento está blando, generalmente limos o arcillas, puede llegar a dejar unas impresiones cóncavas, como pequeños cráteres, que pueden indicar que ese es el techo del estrato. Si las impresiones son convexas, se trataría de la base del estrato.

Estructuras sedimentarias secundarias

Las estructuras sedimentarias secundarias están originadas por procesos producidos después de que se hayan depositado los sedimentos.

Bioturbación

La bioturbación se produce cuando los seres vivos excavan o se desplazan por el interior de sedimentos sin consolidar. Al removerlos, las sustancias orgánicas que segregan favorecen la oxidación y el endurecimiento de las paredes de las galerías que forman. Estas galerías se llenarán con nuevo sedimento, conservando la estructura.

Bioerosión

La bioerosión se produce organismos vivos descomponen sustratos duros y consolidados. Estos sustratos pueden ser:

  • Oceánicos. La bioerosión marina está originada por moluscos, poliquetos, esponjas, crustáceos, equinodermos y peces. Producen perforaciones, raspaduras y arañazos.
  • Continentales. La producen plantas y líquenes. Puede ser:
    • Bioerosión química, como secreciones ácidas sobre roca caliza.
    • Bioerosión mecánica, como la producida por raíces.

Marcas de corriente (sole marks)

Una vez consolidados los sedimentos arenosos, se pueden encontrar marcas de corriente en la base de esas areniscas que indiquen el sentido de la corriente.

    • Flute cast. Se trata de una depresión formada delante de un obstáculo, con la parte central más profunda, producida por el remolino más fuerte de la corriente.
    • Tool marks. Se produce cuando se excava en el fondo arcilloso cuando la corriente arrastra aguas abajo un objeto.

    Paleocanales

    Los paleocanales se producen cuando una corriente de agua erosiona un estrato, y ese hueco generado por el canal es rellenado por otro material posterior.

    Canarias, julio de 2020, bloque 1, pregunta 10

    10ª/0,5 p.) ¿Qué es el rumbo o dirección de una capa?

    Castilla La mancha, Junio de 2017, propuesta A, bloque 1, pregunta 1

    1ª/0,5 p.) ¿Qué es un estrato?

    Asturias, Junio de 2017, opción A, cuestión 1

    1). Describe las estructuras sedimentarias que se muestran en las imágenes a, b y c. ¿Cuál es su principal utilidad en geología? (1 punto)


    Aragón, Septiembre de 2020, pregunta 1 (apartado A)

    1. Las estructuras sedimentarias expresan las condiciones del medio sedimentario donde se originaron, ya que representan la respuesta del sedimento al medio sedimentario. (2 puntos)

    A. Defina que es un ripple. Haga un dibujo de un ripple mostrando cuál es la dirección y sentido de la corriente que lo originó. (1 punto)

    La Rioja, Julio de 2018, opción B, cuestión 1b

    1b. (0,5 puntos). Un tipo de estructuras sedimentarias se conoce como biogénicas. Explica qué son y sus características.

    La Rioja, Junio de 2018, opción B, cuestión 1b

    b) (0,5 puntos) Las corrientes de agua generan estructuras sedimentarias. Cita al menos dos tipos de estas estructuras y explica brevemente sus características.

    Valencia, Junio de 2021, pregunta 5

    Pregunta 5) Enumere 5 estructuras sedimentarias y explique una de tipo biogénico.

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