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Petrogénesis: del sedimento a la roca

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Nivel: 16-17 años Asignatura: Biología y Geología
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La petrogénesis, también conocida como petrogenia, es una rama de la petrología que se ocupa del origen y formación de las rocas. Si bien la palabra petrogénesis se usa con mayor frecuencia para referirse a los procesos que forman rocas ígneas, también puede incluir procesos metamórficos y sedimentarios, incluida la diagénesis y las reacciones metamórficas .

La petrogénesis de una roca ígnea comprende tres etapas sucesivas: generación de magma, diferenciación de magma y asimilación de la corteza.

Diagénesis

Diagenéresis de un trilobites

La diagénesis es el conjunto de procesos de formación de una roca sedimentaria a partir de sedimentos, tales como compactación, recristalización o cementación. La diagénesis se produce en el interior de los primeros 5 o 6 km de la corteza terrestre a temperaturas inferiores a 150-200 °C; más allá se considera ya metamorfismo. ​

La mayoría de las veces la consolidación de los sedimentos se debe a la infiltración de las aguas que contienen sustancias disueltas. La diagénesis convierte así las gravas en conglomerados, las arenas en areniscas, las arcillas en lutitas, los lodos calcáreos en calizas o dolomías, las cenizas volcánicas en cineritas, etc. Las reacciones y otros fenómenos de oxidorreducción, deshidratación, recristalización, cementación, litificación, mineralización y sustitución de un mineral preexistente por otro constituyen en su conjunto la autogénesis y los minerales resultantes de ésta son calificados de autogénicos. El principio u origen de las rocas sedimentarias es la diagénesis producto de presión y temperatura bajas.

La diagénesis se denomina también diagenización o litificación.

Fosilización

Para que un resto corporal o una señal de un organismo merezca la consideración de fósil es necesario que se haya producido un proceso físico-químico que le afecte, conocido como fosilización. En este proceso se pueden producir transformaciones más o menos profundas que pueden afectar a su composición y estructura. Este proceso va en función del tiempo, por lo que debe haber transcurrido un determinado intervalo a partir del momento de producción del resto para que llegue a la consideración de fósil. La fosilización es un fenómeno excepcionalmente raro, ya que la mayoría de los componentes de los seres vivos tienden a descomponerse rápidamente después de la muerte.

La permineralización ocurre después del enterramiento, cuando los espacios vacíos en un organismo (espacios que en vida estaban llenos de líquido o gas) se llenan con agua subterránea, y los minerales que esta contiene precipitan, llenando dichos espacios.

En muchos casos los restos originales del organismo han sido completamente disueltos o destruidos.

Fósil de Charnia, el primer organismo complejo Precámbrico conocido

Procesos de descomposición

Son los principales responsables en el mundo. Su efecto es la rareza con que se conservan partes orgánicas blandas (0.01 % de los individuos en una comunidad marina solo tienen partes blandas). La presencia de partes blandas son indicativas de condiciones sedimentológicas y diagenéticas excepcionales.

Procesos de descomposición aeróbica

Son los más rápidos y eficaces para la biodegradación. Por ello, las condiciones anóxicas son un requisito previo a la preservación de organismos ligeramente mineralizados y de partes blandas. La demanda de oxígeno para la descomposición en un medio aeróbico es muy alta (1 mol de Corg. requiere 106 moles de O2).

Efectos de la descomposición

La descomposición es la principal fuente de pérdida de información en el registro fósil y la mineralización es la única vía de frenarla. Los tejidos pueden conservarse como permineralizaciones, residuos orgánicos alterados o, con el deterioro prolongado, como improntas. Si la descomposición supera a la mineralización, se destruyen los tejidos y solo se conservan refractarios como la quitina, la lignina o la celulosa.

Caracterización de la descomposición

La descomposición en el registro fósil puede caracterizarse a tres niveles:

  1. Identificación de la descomposición y pérdida de información en la estructura de organismos fósiles.
  2. Reconocimiento de minerales particulares y los marcadores geoquímicos asociados a regímenes particulares de descomposición.
  3. Preservación de microbios fósiles involucrados en el proceso de descomposición.

Origen, acumulación y preservación de la materia orgánica

La mayor parte se recicla (dando lugar a CO2) dentro de la columna de agua, particularmente en la zona eufótica. Una proporción relativamente pequeña de la materia orgánica producida pasa a formar parte de los sedimentos adyacentes, y quedan afectadas por los modificadores del flujo orgánico (bioestratinómicos), que son la foto-oxidación, la actividad microbiana y los organismos detritívoros.

Rocas sedimentarias

Rocas estratificadas

Las rocas sedimentarias son rocas que se forman por acumulación de sedimentos, formados a partir de partículas de diversos tamaños transportadas por el agua, el hielo o el viento, y son sometidos a procesos físicos y químicos (diagénesis), que dan lugar a materiales consolidados. Las rocas sedimentarias pueden formarse a las orillas de los ríos, en el fondo de barrancos, valles, lagos, mares, y en las desembocaduras de los ríos. Se hallan dispuestas formando capas o estratos.

Existen procesos geológicos externos que actúan sobre las rocas preexistentes, estos agentes las meteorizan, transportan y depositan en diferentes lugares dependiendo del transporte (agua, viento, hielo). De igual manera, distintos organismos animales o vegetales pueden contribuir a la formación de rocas sedimentarias (fósiles). Las rocas sedimentarias pueden existir hasta una profundidad de diez kilómetros en la corteza terrestre. Estas rocas pueden presentar sus elementos constituyentes sueltos o consolidados, es decir, que han sido unidos unos a otros por procesos posteriores a la sedimentación, conocidos en conjunto como diagénesis.

Las rocas sedimentarias cubren más del 75 % de la superficie terrestre, formando una cobertura sedimentaria que se encuentra sobre rocas ígneas y, en menor medida, en metamórficas. Sin embargo su volumen total es pequeño cuando se comparan sobre todo con las rocas ígneas, que no solo forman la mayor parte de la corteza, sino la totalidad del manto

Tipos de rocas sedimentarias

  • Rocas detríticas, formadas por acumulación de derrubios procedentes de la erosión y depositados por gravedad. Estas a su vez se clasifican sobre todo por el tamaño de los clastos, que es el fundamento de la distinción entre conglomerados, areniscas y rocas arcillosas.
  • Rocas organógenas, las formadas con restos de seres vivos. Las más abundantes se han formado con esqueletos fruto de los procesos de biomineralización; algunas, sin embargo, se han formado por la evolución de las partes orgánicas (de la materia celular), y se llaman propiamente rocas orgánicas (carbones).
  • Rocas químicas o rocas de precipitación química, formadas por depósito de sustancias disueltas. El mayor volumen corresponde a masas de sales acumuladas por sobresaturación del agua del mar. Cuando el agua de mar queda estancada, comienza a evaporarse y los minerales disueltos se precipitan, este proceso da origen a las evaporitas, por ejemplo el yeso y la sal gema.
  • Margas, mezcla de rocas detríticas y rocas químicas (de origen químico).

Por su composición se clasifican en:

  • Terrígenas (arcilla o limo (lutita), conglomerado, arenisca, etc.). Sedimentación y diagénesis de partículas de origen continental, con o sin influencia de precipitación de carbonatos marinos (marga). Cuando en su composición solo intervienen clastos de cuarzo u otros silicatos, o son los componentes principales, se denominan siliciclásticas.
  • Carbonáticas (caliza, dolomita, marga, etc.)
  • Silíceas (Diatomita, radiolarita, calcedonia, caolín, etc.) Sedimentación y diagénesis de partículas orgánicas silíceas; o de meteorización de granitos, ya que estos tienen gran cantidad de cuarzo.
  • Orgánicas (carbón mineral, petróleo, etc.). Reducción de sedimentos orgánicos en medios palustres.
  • Ferro-alumínicas (limonita, laterita, etc.). De procesos de meteorización de menas férrico-alumínicas.
  • Fosfáticas (fosforitas sedimentarias, turquesa, etc.). De sedimentación y transformación del guano, o a partir de la precipitación de geles fosfatados en medios alumínicos.

Créditos

Texto:

  • wikipedia

Imagen:

  • Photo by Olga Thelavart on Unsplash
  • By dlloyd - Own work (Original text: I created this work entirely by myself.), Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=8461294
  • De Verisimilus de Wikipedia en inglés, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2502839
  • De PePeEfe - Trabajo propio, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=17482033

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La petrogénesis, también conocida como petrogenia, es una rama de la petrología que se ocupa del origen y formación de las rocas. Si bien la palabra petrogénesis se usa con mayor frecuencia para referirse a los procesos que forman rocas ígneas, también puede incluir procesos metamórficos y sedimentarios, incluida la diagénesis y las reacciones metamórficas .

La petrogénesis de una roca ígnea comprende tres etapas sucesivas: generación de magma, diferenciación de magma y asimilación de la corteza.

Diagénesis

Diagenéresis de un trilobites

La diagénesis es el conjunto de procesos de formación de una roca sedimentaria a partir de sedimentos, tales como compactación, recristalización o cementación. La diagénesis se produce en el interior de los primeros 5 o 6 km de la corteza terrestre a temperaturas inferiores a 150-200 °C; más allá se considera ya metamorfismo. ​

La mayoría de las veces la consolidación de los sedimentos se debe a la infiltración de las aguas que contienen sustancias disueltas. La diagénesis convierte así las gravas en conglomerados, las arenas en areniscas, las arcillas en lutitas, los lodos calcáreos en calizas o dolomías, las cenizas volcánicas en cineritas, etc. Las reacciones y otros fenómenos de oxidorreducción, deshidratación, recristalización, cementación, litificación, mineralización y sustitución de un mineral preexistente por otro constituyen en su conjunto la autogénesis y los minerales resultantes de ésta son calificados de autogénicos. El principio u origen de las rocas sedimentarias es la diagénesis producto de presión y temperatura bajas.

La diagénesis se denomina también diagenización o litificación.

Fosilización

Para que un resto corporal o una señal de un organismo merezca la consideración de fósil es necesario que se haya producido un proceso físico-químico que le afecte, conocido como fosilización. En este proceso se pueden producir transformaciones más o menos profundas que pueden afectar a su composición y estructura. Este proceso va en función del tiempo, por lo que debe haber transcurrido un determinado intervalo a partir del momento de producción del resto para que llegue a la consideración de fósil. La fosilización es un fenómeno excepcionalmente raro, ya que la mayoría de los componentes de los seres vivos tienden a descomponerse rápidamente después de la muerte.

La permineralización ocurre después del enterramiento, cuando los espacios vacíos en un organismo (espacios que en vida estaban llenos de líquido o gas) se llenan con agua subterránea, y los minerales que esta contiene precipitan, llenando dichos espacios.

En muchos casos los restos originales del organismo han sido completamente disueltos o destruidos.

Fósil de Charnia, el primer organismo complejo Precámbrico conocido

Procesos de descomposición

Son los principales responsables en el mundo. Su efecto es la rareza con que se conservan partes orgánicas blandas (0.01 % de los individuos en una comunidad marina solo tienen partes blandas). La presencia de partes blandas son indicativas de condiciones sedimentológicas y diagenéticas excepcionales.

Procesos de descomposición aeróbica

Son los más rápidos y eficaces para la biodegradación. Por ello, las condiciones anóxicas son un requisito previo a la preservación de organismos ligeramente mineralizados y de partes blandas. La demanda de oxígeno para la descomposición en un medio aeróbico es muy alta (1 mol de Corg. requiere 106 moles de O2).

Efectos de la descomposición

La descomposición es la principal fuente de pérdida de información en el registro fósil y la mineralización es la única vía de frenarla. Los tejidos pueden conservarse como permineralizaciones, residuos orgánicos alterados o, con el deterioro prolongado, como improntas. Si la descomposición supera a la mineralización, se destruyen los tejidos y solo se conservan refractarios como la quitina, la lignina o la celulosa.

Caracterización de la descomposición

La descomposición en el registro fósil puede caracterizarse a tres niveles:

  1. Identificación de la descomposición y pérdida de información en la estructura de organismos fósiles.
  2. Reconocimiento de minerales particulares y los marcadores geoquímicos asociados a regímenes particulares de descomposición.
  3. Preservación de microbios fósiles involucrados en el proceso de descomposición.

Origen, acumulación y preservación de la materia orgánica

La mayor parte se recicla (dando lugar a CO2) dentro de la columna de agua, particularmente en la zona eufótica. Una proporción relativamente pequeña de la materia orgánica producida pasa a formar parte de los sedimentos adyacentes, y quedan afectadas por los modificadores del flujo orgánico (bioestratinómicos), que son la foto-oxidación, la actividad microbiana y los organismos detritívoros.

Rocas sedimentarias

Rocas estratificadas

Las rocas sedimentarias son rocas que se forman por acumulación de sedimentos, formados a partir de partículas de diversos tamaños transportadas por el agua, el hielo o el viento, y son sometidos a procesos físicos y químicos (diagénesis), que dan lugar a materiales consolidados. Las rocas sedimentarias pueden formarse a las orillas de los ríos, en el fondo de barrancos, valles, lagos, mares, y en las desembocaduras de los ríos. Se hallan dispuestas formando capas o estratos.

Existen procesos geológicos externos que actúan sobre las rocas preexistentes, estos agentes las meteorizan, transportan y depositan en diferentes lugares dependiendo del transporte (agua, viento, hielo). De igual manera, distintos organismos animales o vegetales pueden contribuir a la formación de rocas sedimentarias (fósiles). Las rocas sedimentarias pueden existir hasta una profundidad de diez kilómetros en la corteza terrestre. Estas rocas pueden presentar sus elementos constituyentes sueltos o consolidados, es decir, que han sido unidos unos a otros por procesos posteriores a la sedimentación, conocidos en conjunto como diagénesis.

Las rocas sedimentarias cubren más del 75 % de la superficie terrestre, formando una cobertura sedimentaria que se encuentra sobre rocas ígneas y, en menor medida, en metamórficas. Sin embargo su volumen total es pequeño cuando se comparan sobre todo con las rocas ígneas, que no solo forman la mayor parte de la corteza, sino la totalidad del manto

Tipos de rocas sedimentarias

  • Rocas detríticas, formadas por acumulación de derrubios procedentes de la erosión y depositados por gravedad. Estas a su vez se clasifican sobre todo por el tamaño de los clastos, que es el fundamento de la distinción entre conglomerados, areniscas y rocas arcillosas.
  • Rocas organógenas, las formadas con restos de seres vivos. Las más abundantes se han formado con esqueletos fruto de los procesos de biomineralización; algunas, sin embargo, se han formado por la evolución de las partes orgánicas (de la materia celular), y se llaman propiamente rocas orgánicas (carbones).
  • Rocas químicas o rocas de precipitación química, formadas por depósito de sustancias disueltas. El mayor volumen corresponde a masas de sales acumuladas por sobresaturación del agua del mar. Cuando el agua de mar queda estancada, comienza a evaporarse y los minerales disueltos se precipitan, este proceso da origen a las evaporitas, por ejemplo el yeso y la sal gema.
  • Margas, mezcla de rocas detríticas y rocas químicas (de origen químico).

Por su composición se clasifican en:

  • Terrígenas (arcilla o limo (lutita), conglomerado, arenisca, etc.). Sedimentación y diagénesis de partículas de origen continental, con o sin influencia de precipitación de carbonatos marinos (marga). Cuando en su composición solo intervienen clastos de cuarzo u otros silicatos, o son los componentes principales, se denominan siliciclásticas.
  • Carbonáticas (caliza, dolomita, marga, etc.)
  • Silíceas (Diatomita, radiolarita, calcedonia, caolín, etc.) Sedimentación y diagénesis de partículas orgánicas silíceas; o de meteorización de granitos, ya que estos tienen gran cantidad de cuarzo.
  • Orgánicas (carbón mineral, petróleo, etc.). Reducción de sedimentos orgánicos en medios palustres.
  • Ferro-alumínicas (limonita, laterita, etc.). De procesos de meteorización de menas férrico-alumínicas.
  • Fosfáticas (fosforitas sedimentarias, turquesa, etc.). De sedimentación y transformación del guano, o a partir de la precipitación de geles fosfatados en medios alumínicos.

Créditos

Texto:

  • wikipedia

Imagen:

  • Photo by Olga Thelavart on Unsplash
  • By dlloyd - Own work (Original text: I created this work entirely by myself.), Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=8461294
  • De Verisimilus de Wikipedia en inglés, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2502839
  • De PePeEfe - Trabajo propio, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=17482033

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