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3.5.5.4. Rocas organógenas

Rocas sedimentarias organógenas

Las rocas sedimentarias organógenas se han formado a partir de carbono de origen orgánico. La acumulación de materia orgánica seguida de actividad bacteriana que la enriquece en carbono o en hidrocarburos provoca la aparición del carbón y del petróleo.

Carbón

El carbón es una roca de color oscuro, con más de un 50 % de carbono, y está originado por la acumulación de restos vegetales en ambientes anaerobios y el enriquecimiento en carbono por la acción bacteriana. Se han originado por la diagénesis de masas vegetales depositadas en lagunas de agua dulce, zonas pantanosas de los deltas, o cuencas marinas de poca profundidad, sin que la acción oxidante de la atmósfera haya podido descomponerlas, dando lugar a la carbonización y a las acumulaciones de turba.

Las bacterias anaerobias transforman químicamente los restos vegetales, enriqueciéndolos en carbono.

El carbón es una roca fácil de reconocer por su característico color negro y por la presencia de restos vegetales sin descomponer.

Para que se llegue a formar carbón es necesario que una gran masa vegetal (selva, manglar, etc.) haya quedado enterrada por sedimentos. Los procesos diagenéticos producirán la transformación a carbón, llamada carbonización o carbonificación, perdiéndose hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, y aumentando el contenido de carbono del sedimento.

Cuanto más intensa haya sido la diagénesis, mayor contenido en carbono tiene el carbón. El aumento del contenido en carbono en la composición del carbón está ligado a un mayor poder energético. Según la cantidad de carbono, se distinguen cuatro tipos de carbón:

  • Turba. Contiene alrededor de un 60 % de carbono. Se caracteriza por el color marrón y por poderse reconocer todavía los restos vegetales. Son los carbones más recientes. El aumento de presión y temperatura durante la compactación y durante otros procesos diagenéticos, hace que vaya aumentando su contenido en carbono hasta transformarse en lignito.
  • Lignito. Contiene más de un 70-75 % de carbono, es de color negro o negro-parduzco, de estructura fibrosa y no se reconocen los fragmentos vegetales o se reconocen muy mal (son del Mesozoico y Terciario).
  • Hulla. Contiene más de un 85 % de carbono. Realmente es una roca metamórfica, ya que a partir de esa cantidad de carbono se ha colocado el límite diagenético del metamorfismo. Es de color muy negro, compacta u hojosa. En España son de edad Paleozoica.
  • Antracita. Contiene más del 90-95 % de carbono. Compacta, negra brillante y con fractura concoidea. Muchas veces no es posible de identificar respecto a la hulla.

Aunque coloquialmente se hable del carbón como un mineral, que se extrae de las minas, realmente es una roca sedimentaria, ya que se ha formado a partir de un sedimento por procesos de diagénesis.

Petróleo

El petróleo es una mezcla de sólidos, líquidos y gases de hidrocarburos y otros componentes hidrocarburados de origen natural.

El petróleo procede de la acumulación grasas y proteínas de organismos planctónicos y algas en cuencas sedimentarias. Esta materia orgánica queda enterrada bajo una gran cantidad de sedimentos, y tanto la materia orgánica como el sedimento, se van modificando al pasar por las distintas etapas de enterramiento. Durante la diagénesis, la materia orgánica se transforma por la presencia de bacterias anaerobias y por el aumento de presión y temperatura. El aumento de de temperatura transforma la materia orgánica en kerógeno, y después, el aumento de temperatura provoca la rotura de los enlaces del kerógeno, para dar lugar al petróleo.

En este proceso, producido a una temperatura de unos 100-150 ºC y a unos 4000 metros de profundidad, cuando se descompone la materia orgánica, pierde oxígeno y nitrógeno y se enriquece en carbono e hidrógeno.

El petróleo aparece mezclado con arcillas,  asociado a formaciones sedimentarias de origen marino o continental. Aparece en profundidad impregnando cualquier roca porosa (roca almacén) con una cobertera impermeable (roca de cobertera).

Para que pueda producirse petróleo, la materia orgánica debe acumularse en grandes cantidades en un medio tranquilo y anaerobio. La materia orgánica se acumula en el fondo de la cuenca sedimentaria y, posteriormente, es recubierta por sedimentos. Si el sedimento es de textura fina, posee suficiente materia orgánica y el ambiente es reductor, puede convertirse en roca madre del petróleo. Las rocas con mayor posibilidad de ser rocas madre son las arcillas, las margas, y las calizas de gran fino que, al ser muy poco porosas, dificultan que pase el aire.

Con la subsidencia de la cuenca sedimentaria pueden formarse las pizarras bituminosas, siempre que la presión y la temperatura no sean suficientemente grandes. 

La compactación provoca que el petróleo se desplace hace la superficie, donde puede impregnar rocas superficiales y formar residuos sólidos libres (asfaltos). Durante esa migración primaria puede encontrarse con una roca impermeable que provoque una migración secundaria hacia una trampa petrolífera, formando una roca almacén. Las areniscas, conglomerados y calizas son buenas rocas almacén. Tienen que ser rocas porosas (más del 10 %) y tener una potencia superior a 3 metros para ser rocas almacén productivas. Encima de las rocas almacén, hay rocas impermeables de cobertera, como evaporitas, arcillas y rocas carbonatadas compactas.

La mayoría de las trampas petrolíferas son anticlinales, aunque también son frecuentes las fallas, las discordancias y los arrecifes coralinos.

Andalucía, 2017, examen de reserva B, opción A, pregunta 2

2. Explique brevemente el origen de los yacimientos de petróleo. (0,8 puntos)

Andalucía, Septiembre de 2017, examen suplente, opción A, pregunta 4

4. ¿Cuál es la composición del carbón? Cite los diferentes tipos de carbón. (0,8 puntos)

Asturias. Julio de 2017, opción A, cuestión 7

7) Indica los principales tipos de carbón que existen y ordénalos según su grado evolutivo y poder energético (1 punto)

Andalucía, Junio de 2019, opción B, pregunta 5

5. Explique brevemente el origen de los combustibles fósiles. (0,8 puntos)

Asturias, Junio de 2017, opción A, cuestión 7

7) ¿El carbón es un mineral o una roca? Explica el origen y la génesis de una capa de carbón. (1 punto)

Canarias, Julio de 2019, opción A, pregunta 8

9) Indica 3 semejanzas y 2 diferencias entre el carbón y el petróleo (1 punto)

Castilla La Mancha, Junio de 2017, propuesta B, bloque 2, pregunta 8

8ª/1 p.) ¿Por qué es necesario que los restos vegetales sean rápidamente enterrados para que se formen capas de carbón?

Castilla y León, julio de 2017, opción A, cuestión 7

7.- Explicar brevemente a partir de qué organismos y bajo qué condiciones se forma el petróleo. (1 punto)

Castilla y León, junio de 2019, opción A, cuestión 7

7.- Explique brevemente a partir de qué organismos y bajo qué condiciones se forma el carbón.

Extremadura, Junio de 2019, opción A, pregunta 9

9. Definición de roca almacén y trampa petrolífera. Poner un ejemplo de cada concepto. 1 punto.

Canarias, Junio de 2017, opción A, pregunta 10

10). Define el concepto de combustible fósil, cita un combustible fósil y señala las principales características en relación a su formación.

Murcia, Septiembre de 2019, opción A, cuestión 2

2. Responda a las preguntas sobre estas rocas: petróleo, hulla, antracita, yesos, calizas, arcillitas, esquistos, basalto.

a) Elija las rocas sedimentarias y asígnelas en estos cuatro grupos: detríticas, carbonáticas, de precipitación química (no carbonáticas) y organógenas. (0,2 p. por respuesta)

b) Indique el medio sedimentario donde empieza el proceso de la formación del petróleo. (0,2 p.)

c) ¿El petróleo es un recurso geológico renovable o no renovable? (0,2 p.)

d) ¿Exceptuando el petróleo, qué roca tiene mayor poder calorífico y por tanto es más útil para generar energía eléctrica? (0,2 p.)

e) ¿Qué roca tiene una textura foliada? (0,1 p.) Razona la respuesta. (0,1 p.)

Castilla La Mancha, Junio de 2021, pregunta 9

9ª/0,5 p.) ¿Qué es la antracita?

Castilla y León, Julio de 2021, pregunta 13

13.- Describa cómo es el proceso de formación del carbón (0,5 puntos) y explique los diferentes tipos, atendiendo a su contenido en carbono y a su poder calorífico (0,5 puntos).

Valencia. Julio de 2021, pregunta 1

Pregunta 1) ¿Qué es una roca organógena? Defínala, explique cómo se forman y sus diferentes tipos, indicando sus características y diferencias principales.

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