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V
PETROLOGÍA Y DIAGÉNESIS
DE ROCAS CLÁSTICAS
(Publicación Especial Nro. 1 de la Asociación Argentina de Sedimentología)
Roberto A. Scasso y Carlos O. Limarino
Departamento de Ciencias Geológicas
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Universidad de Buenos Aires
Petrología y Diagénesis de Rocas Clásticas
es propiedad intelectual de la Asociación
Argentina de Sedimentología. Todos los
derechos reservados.
Scasso, R. A. y Limarino, C. O. 1997
Petrología y Diagénesis de rocas clásticas
Incluye referencias bibliográficas e índices
8 capítulos, 258 p. ; 28 x 20
ISBN 987-96296-0-4
1. Petrología sedimentaria 2. Diagénesis
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VII
A mi esposa María del Carmen y a mis hijos A mi esposa Silvia y a mis hijos Carlos Miguel,
Pablo Martín, María Laura, María Florencia y María Sol, Ana Rocío y Mariana Ailín.
María del Rosario
Carlos O. Limarino
Roberto A. Scasso
Al Dr. Luis A. Spalletti por su permanente apoyo y estímulo
Roberto A. Scasso y Carlos O. Limarino
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PRÓLOGO
En las últimas dos décadas ha habido un cre-
ciente interés por el desarrollo de la petrología
sedimentaria, plasmado en un importante número de
trabajos científicos que se han ocupado de diferentes
aspectos relacionados al origen, formación y
significado geológico de diferentes tipos de rocas
sedimentarias.
El análisis de estas investigaciones demuestra
que en la actualidad la petrología ocupa un amplio
campo de estudio : incluye aspectos tan variados
como distribuciones granulométricas de sedimentos y
rocas sedimentarias, morfometría de clastos,
reacciones y procesos diagenéticos, procedencia de
sedimentos, efecto climático sobre las modas
detríticas, tipo y desarrollo de la porosidad, entre
muchos otros temas. La petrología abarca por lo
tanto, un conjunto de líneas de investigación alta-
mente diversificadas, que a menudo desarrollan sus
investigaciones dentro del campo microscópico o
submicroscópico.
En este libro hemos intentado resumir los
aspectosmás sobresalientes de las diferentes líneas de
investigación en rocas clásticas, ofreciendo además
una síntesis actualizada de la bibliografía más
relevante para cada uno de los temas tratados. Hemos
puesto especial énfasis en sintetizar aquellos temas
que, a nuestro criterio, han experimentado
recientemente mayor crecimiento conceptual, sin que
haya habido una correspondiente divulgación e
integración de los mismos. Paralelamente, hemos
soslayado otros temas de la petrología de rocas
clásticas que consideramos adecuadamente
difundidos.
En el capítulo 1 se presenta una introducción
a la petrología, efectuándose además consideraciones
sobre la metodología de trabajo y las diferentes
técnicas de estudio en el laboratorio. El capítulo 2 se
refiere a la aplicación de los estudios texturales a las
investigaciones petrológicas, incluyendo : análisis
granulométricos en secciones delgadas y sedimentos
inconsolidados, morfometría (bi y tridimensional) de
clastos y texturas superficiales. En el capítulo 3 se ha
intentado realizar una síntesis crítica de las
clasificaciones petrográficas de psamitas,
efectuándose también consideraciones acerca de la
clasificación de psefitas, descripción de los
principales grupos de areniscas y aspectos químicos
relevantes de cada uno de ellos.
La importancia de las pelitas y de los
minerales de arcilla es analizada en el capítulo 4,
donde se discuten las formas de sedimentación de las
partículas finas y el significado geológico de los
principales grupos de minerales de arcillas, sus
condiciones de formación, su distribución en
ambientes terrestres y marinos y su significado
paleoclimático. El capítulo 5 trata a las rocas vol-
caniclásticas y piroclásticas, analizando los distintos
mecanismos de formación y los principales tipos de
componentes de estas rocas en los diferentes ámbitos
de sedimentación. Distintos aspectos de la fábrica de
areniscas y su relación con la porosidad y la
permeabilidad son tratadas en el capítulo 6.
La diagénesis de rocas clásticas es examinada
en el capítulo 7, allí se discuten, entre otros temas,la
extensión del campo diagenético (en términos de
presión y temperatura), las principales reacciones
desarrolladas durante las distintas etapas de la
diagénesis, los diferentes procesos diagenéticos y la
importancia de los fluidos y de la materia orgánica en
las reacciones. Finalmente, el capítulo 8 sintetiza los
distintos caminos utilizados para el estudio de la
procedencia de rocas clásticas (desde modas
detríticas de livianos hasta suites de minerales
pesados). En el se efectúan también consideraciones
acerca del control climático y de los mecanismos de
transporte y depositación sobre las modas detríticas.
En resumen, hemos intentado ofrecer una
síntesis de los diferentes aspectos ligados a la
petrología de las rocas sedimentarias clásticas,
esperando que la misma pueda ser de utilidad tanto
para estudiantes como para aquellos profesionales
que deseen actualizarse en esta rama de la
sedimentología.
Los autores desean expresar su profundo
agradecimiento al Prof. Dr. Luis A. Spalletti por la
lectura crítica del manuscrito, sus valiosas obser-
vaciones y su constante estímulo. A la Asociación
Argentina de Sedimentología por la confianza
depositada al editar la presente obra. A los
Licenciados Laura I. Net y Alberto T. Caselli por sus
observaciones y ayuda en la edición de las figuras y
a la Sra. María Beatriz Pisano por sus sugerencias
lingüísticas.
Roberto A. Scasso y Carlos O. Limarino
Buenos Aires, enero de 1997
VJII
CAPÍTULO 1 : INTRODUCCIÓN
1.1 Introducción 1
1.2. Propiedades fundamentales de los sedimentos yrocassedimentarias clásticas 2
1.3. La petrología de rocas clásticas : síntesis de su evolución histórica yperspectivas 3
1.4. Principios para las observaciones petrológicas 8
1.5. Unidades de trabajo en petrología 9
1.6. Metodología y técnicas de trabajo 12
1.6.1 Métodos de trabajo en el campo 12
1.6.2 Técnicas de laboratorio 14
Bibliografía 15
3.1. Psefitas : definición y conceptos generales 49
3.2. Clasificación de brechas y conglomerados extraformacionales 50
3.3. Clasificación de conglomerados y brechas intraformacionales 54
3.4. Psamitas : definición y conceptos generales 55
3.5. Petrografía de areniscas : parámetros de clasificación 55
3.6. Significado y caracterización petrográfica de la matriz 56
3.7. Clasificación de areniscas : una síntesis 58
3.8. Clasificación de areniscas híbridas 62
3.9. Clasificaciones químicas de las areniscas 63
3.10. Descripción de los principales tipos de areniscas 65
3.10.1. Arenitas cuarzosas 65
3.10.2. Arenitas arcósicas y subarcósicas 68
3.10.3. Arenitas líticas y sublíticas 70
3.10.4. Wackes (incluyendo “grauvacas”) 73
3.10.5. Arenitas intraformacionales e híbridas 75
3.10.6. Otros tipos de areniscas 76
Bibliografía 76
2.1. Tamaño de grano : escalas granulométricas 19
2.2. Determinación del tamaño de grano de los sedimentos 21
2.3. Estudios granulométricos en rocas consolidadas 24
2.4. Distribución de la frecuencia granulométrica 27
2.5. Determinación de los parámetros granulométricos 29
2.5.1 Método gráfico 29
2.5.2 Método de momentos 30
2.6. Significado geológico de los análisis granulométricos 32
2.7. Forma de las partículas sedimentarias 33
2.7.1. Análisis bidimensional de la forma : redondez 34
2.7.2. Análisis tridimensional de la forma 38
2.8. Empleo petrológico de los estudios de forma . 41
2.9. Texturas superficiales 41
Bibliografía 43
CAPÍTULO 3 : CLASIFICACIÓN Y PETROGRAFÍA DE
PSEFITAS Y PSAMITAS 49
CAPÍTULO 2 : ESTUDIOS TEXTURALES 19
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CAPÍTULO 4 : PETROLOGÍA DE LAS PELITAS Y MINERALES DE ARCILLA 81
4.1. Introducción
4.2. Textura y estructuras de las pelitas
4.3. Color
4.4. Sedimentos organógenos
4.5. . Composición química
4.6. Componentes minerales de las pelitas
4.7. Minerales de arcilla
4.7.1. Introducción
4.7.2. Estructura de las arcillas
4.7.3. Principales grupos de minerales de arcilla
4.7.4. Interestratificados de arcilla
4.7.5. Formación de arcillas por meteorización
4.7.6. Los minerales de arcilla en los ambientes terrestres
4.7.7. Sedimentación de arcillas en ambientes costeros y oceánicos
4.7.8. Aporte terrígeno a los océanos
4.7.9. Usos geológicos de las arcillas
4.7.10. Otros usos de las arcillas
4.7.11. Las arcillas en el origen de la vida
Bibliografía
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CAPÍTULO 5 : ROCAS VOLCANICLÁSTICAS Y PIROCLÁSTICAS
5.1. Introducción
5.2. Mecanismos eruptivos, tipos de erupciones y su emplazamiento
5.3. Componentes y granulometría
5.4. Depósitos autoclásticos
5.5. Depósitos piroclásticos de caída
5.6. Depósitos de flujos volcaniclásticos
5.6.1. Flujos piroclásticos
5.6.2. Surges piroclásticos
5.6.3. Deslizamientos volcánicos y avalanchas
5.6.4. Depósitos de lahar
5.7. Depósitos hidroclásticos
5.8. Facies en depósitos volcanógenos
Bibliografía
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6.1. Fábrica : definición y conceptos generales 135
6.2. Fábricas depositacionales 137
6.2.1. Empaquetamiento depositacional
6.2.2. Orientación de partículas 139
6.2.3. Heterogeneidad de la fábrica 141
6.3. Fábricas postdepositacionales 142
6.3.1. Fábricas de compactación 142
6.3.2. Fábricas de alteración química 143
6.4. Caracterización semicuantitativa del empaquetamiento 145
6.5. Texturas de cementos 148
CAPÍTULO 6 : FÁBRICA, POROSIDAD Y PERMEABILIDAD DE
ROCAS EPICLÁSTICAS 135

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  • 1.
    Elimina la filigranadigital ahora V PETROLOGÍA Y DIAGÉNESIS DE ROCAS CLÁSTICAS (Publicación Especial Nro. 1 de la Asociación Argentina de Sedimentología) Roberto A. Scasso y Carlos O. Limarino Departamento de Ciencias Geológicas Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Universidad de Buenos Aires Petrología y Diagénesis de Rocas Clásticas es propiedad intelectual de la Asociación Argentina de Sedimentología. Todos los derechos reservados. Scasso, R. A. y Limarino, C. O. 1997 Petrología y Diagénesis de rocas clásticas Incluye referencias bibliográficas e índices 8 capítulos, 258 p. ; 28 x 20 ISBN 987-96296-0-4 1. Petrología sedimentaria 2. Diagénesis
  • 2.
    Elimina la filigranadigital VII A mi esposa María del Carmen y a mis hijos A mi esposa Silvia y a mis hijos Carlos Miguel, Pablo Martín, María Laura, María Florencia y María Sol, Ana Rocío y Mariana Ailín. María del Rosario Carlos O. Limarino Roberto A. Scasso Al Dr. Luis A. Spalletti por su permanente apoyo y estímulo Roberto A. Scasso y Carlos O. Limarino
  • 3.
    Elimina la filigranadigital ahora PRÓLOGO En las últimas dos décadas ha habido un cre- ciente interés por el desarrollo de la petrología sedimentaria, plasmado en un importante número de trabajos científicos que se han ocupado de diferentes aspectos relacionados al origen, formación y significado geológico de diferentes tipos de rocas sedimentarias. El análisis de estas investigaciones demuestra que en la actualidad la petrología ocupa un amplio campo de estudio : incluye aspectos tan variados como distribuciones granulométricas de sedimentos y rocas sedimentarias, morfometría de clastos, reacciones y procesos diagenéticos, procedencia de sedimentos, efecto climático sobre las modas detríticas, tipo y desarrollo de la porosidad, entre muchos otros temas. La petrología abarca por lo tanto, un conjunto de líneas de investigación alta- mente diversificadas, que a menudo desarrollan sus investigaciones dentro del campo microscópico o submicroscópico. En este libro hemos intentado resumir los aspectosmás sobresalientes de las diferentes líneas de investigación en rocas clásticas, ofreciendo además una síntesis actualizada de la bibliografía más relevante para cada uno de los temas tratados. Hemos puesto especial énfasis en sintetizar aquellos temas que, a nuestro criterio, han experimentado recientemente mayor crecimiento conceptual, sin que haya habido una correspondiente divulgación e integración de los mismos. Paralelamente, hemos soslayado otros temas de la petrología de rocas clásticas que consideramos adecuadamente difundidos. En el capítulo 1 se presenta una introducción a la petrología, efectuándose además consideraciones sobre la metodología de trabajo y las diferentes técnicas de estudio en el laboratorio. El capítulo 2 se refiere a la aplicación de los estudios texturales a las investigaciones petrológicas, incluyendo : análisis granulométricos en secciones delgadas y sedimentos inconsolidados, morfometría (bi y tridimensional) de clastos y texturas superficiales. En el capítulo 3 se ha intentado realizar una síntesis crítica de las clasificaciones petrográficas de psamitas, efectuándose también consideraciones acerca de la clasificación de psefitas, descripción de los principales grupos de areniscas y aspectos químicos relevantes de cada uno de ellos. La importancia de las pelitas y de los minerales de arcilla es analizada en el capítulo 4, donde se discuten las formas de sedimentación de las partículas finas y el significado geológico de los principales grupos de minerales de arcillas, sus condiciones de formación, su distribución en ambientes terrestres y marinos y su significado paleoclimático. El capítulo 5 trata a las rocas vol- caniclásticas y piroclásticas, analizando los distintos mecanismos de formación y los principales tipos de componentes de estas rocas en los diferentes ámbitos de sedimentación. Distintos aspectos de la fábrica de areniscas y su relación con la porosidad y la permeabilidad son tratadas en el capítulo 6. La diagénesis de rocas clásticas es examinada en el capítulo 7, allí se discuten, entre otros temas,la extensión del campo diagenético (en términos de presión y temperatura), las principales reacciones desarrolladas durante las distintas etapas de la diagénesis, los diferentes procesos diagenéticos y la importancia de los fluidos y de la materia orgánica en las reacciones. Finalmente, el capítulo 8 sintetiza los distintos caminos utilizados para el estudio de la procedencia de rocas clásticas (desde modas detríticas de livianos hasta suites de minerales pesados). En el se efectúan también consideraciones acerca del control climático y de los mecanismos de transporte y depositación sobre las modas detríticas. En resumen, hemos intentado ofrecer una síntesis de los diferentes aspectos ligados a la petrología de las rocas sedimentarias clásticas, esperando que la misma pueda ser de utilidad tanto para estudiantes como para aquellos profesionales que deseen actualizarse en esta rama de la sedimentología. Los autores desean expresar su profundo agradecimiento al Prof. Dr. Luis A. Spalletti por la lectura crítica del manuscrito, sus valiosas obser- vaciones y su constante estímulo. A la Asociación Argentina de Sedimentología por la confianza depositada al editar la presente obra. A los Licenciados Laura I. Net y Alberto T. Caselli por sus observaciones y ayuda en la edición de las figuras y a la Sra. María Beatriz Pisano por sus sugerencias lingüísticas. Roberto A. Scasso y Carlos O. Limarino Buenos Aires, enero de 1997 VJII
  • 4.
    CAPÍTULO 1 :INTRODUCCIÓN 1.1 Introducción 1 1.2. Propiedades fundamentales de los sedimentos yrocassedimentarias clásticas 2 1.3. La petrología de rocas clásticas : síntesis de su evolución histórica yperspectivas 3 1.4. Principios para las observaciones petrológicas 8 1.5. Unidades de trabajo en petrología 9 1.6. Metodología y técnicas de trabajo 12 1.6.1 Métodos de trabajo en el campo 12 1.6.2 Técnicas de laboratorio 14 Bibliografía 15 3.1. Psefitas : definición y conceptos generales 49 3.2. Clasificación de brechas y conglomerados extraformacionales 50 3.3. Clasificación de conglomerados y brechas intraformacionales 54 3.4. Psamitas : definición y conceptos generales 55 3.5. Petrografía de areniscas : parámetros de clasificación 55 3.6. Significado y caracterización petrográfica de la matriz 56 3.7. Clasificación de areniscas : una síntesis 58 3.8. Clasificación de areniscas híbridas 62 3.9. Clasificaciones químicas de las areniscas 63 3.10. Descripción de los principales tipos de areniscas 65 3.10.1. Arenitas cuarzosas 65 3.10.2. Arenitas arcósicas y subarcósicas 68 3.10.3. Arenitas líticas y sublíticas 70 3.10.4. Wackes (incluyendo “grauvacas”) 73 3.10.5. Arenitas intraformacionales e híbridas 75 3.10.6. Otros tipos de areniscas 76 Bibliografía 76 2.1. Tamaño de grano : escalas granulométricas 19 2.2. Determinación del tamaño de grano de los sedimentos 21 2.3. Estudios granulométricos en rocas consolidadas 24 2.4. Distribución de la frecuencia granulométrica 27 2.5. Determinación de los parámetros granulométricos 29 2.5.1 Método gráfico 29 2.5.2 Método de momentos 30 2.6. Significado geológico de los análisis granulométricos 32 2.7. Forma de las partículas sedimentarias 33 2.7.1. Análisis bidimensional de la forma : redondez 34 2.7.2. Análisis tridimensional de la forma 38 2.8. Empleo petrológico de los estudios de forma . 41 2.9. Texturas superficiales 41 Bibliografía 43 CAPÍTULO 3 : CLASIFICACIÓN Y PETROGRAFÍA DE PSEFITAS Y PSAMITAS 49 CAPÍTULO 2 : ESTUDIOS TEXTURALES 19
  • 5.
    Elimina la filigranadigital ahora X CAPÍTULO 4 : PETROLOGÍA DE LAS PELITAS Y MINERALES DE ARCILLA 81 4.1. Introducción 4.2. Textura y estructuras de las pelitas 4.3. Color 4.4. Sedimentos organógenos 4.5. . Composición química 4.6. Componentes minerales de las pelitas 4.7. Minerales de arcilla 4.7.1. Introducción 4.7.2. Estructura de las arcillas 4.7.3. Principales grupos de minerales de arcilla 4.7.4. Interestratificados de arcilla 4.7.5. Formación de arcillas por meteorización 4.7.6. Los minerales de arcilla en los ambientes terrestres 4.7.7. Sedimentación de arcillas en ambientes costeros y oceánicos 4.7.8. Aporte terrígeno a los océanos 4.7.9. Usos geológicos de las arcillas 4.7.10. Otros usos de las arcillas 4.7.11. Las arcillas en el origen de la vida Bibliografía 81 81 84 85 86 89 91 91 92 94 96 97. 100 101 103 104 105 106 106 CAPÍTULO 5 : ROCAS VOLCANICLÁSTICAS Y PIROCLÁSTICAS 5.1. Introducción 5.2. Mecanismos eruptivos, tipos de erupciones y su emplazamiento 5.3. Componentes y granulometría 5.4. Depósitos autoclásticos 5.5. Depósitos piroclásticos de caída 5.6. Depósitos de flujos volcaniclásticos 5.6.1. Flujos piroclásticos 5.6.2. Surges piroclásticos 5.6.3. Deslizamientos volcánicos y avalanchas 5.6.4. Depósitos de lahar 5.7. Depósitos hidroclásticos 5.8. Facies en depósitos volcanógenos Bibliografía 111 111 112 114 118 118 122 122 124 124 125 125 128 131 6.1. Fábrica : definición y conceptos generales 135 6.2. Fábricas depositacionales 137 6.2.1. Empaquetamiento depositacional 6.2.2. Orientación de partículas 139 6.2.3. Heterogeneidad de la fábrica 141 6.3. Fábricas postdepositacionales 142 6.3.1. Fábricas de compactación 142 6.3.2. Fábricas de alteración química 143 6.4. Caracterización semicuantitativa del empaquetamiento 145 6.5. Texturas de cementos 148 CAPÍTULO 6 : FÁBRICA, POROSIDAD Y PERMEABILIDAD DE ROCAS EPICLÁSTICAS 135