TEMA 8.- ASOCIACIONES LITOLOGICAS NATURALES 4.8.1.- Introducción
4.8.2.- Observaciones esenciales
4.8.3.- Interpretaciones de las asociaciones litológicas 4.8.4.- Asociaciones clásticas
4.8.1.- INTRODUCCION
La mayoría de los estratígrafos estarían de acuerdo en que hay asociaciones naturales de las rocas sedimentarias en las que cada asociación se caracteriza por una combinación de atributos de composición, estructurales y geométricos. Gran parte del desacuerdo respecto a la clasificación de estas asociaciones naturales nace de los intentos para avanzar directamente hacia una interpretación y a la categorización de asociaciones sobre la base de suposiciones tectónicas y ambientales. Aquí se hace un intento para reconocer las asociaciones naturales principales de los tipos de roca y para describir éstos en términos estrictamente observacionales antes de proceder el análisis e interpretación. En consecuencia, cada asociación litológica es una clase de modelo empírico natural definido sin recurrir a la interpretación abstracta. Para fines de referencia las asociaciones de modelo se identifican con un término litológico, modificado por un prefijo geométrico en ciertos casos. Debe notarse, sin embrago que la litología es sólo uno de los campos de observación que de integran en la descripción y definición. En efecto, la colocación dentro de la armazón de la clasificación de aquí se presenta, es posible sólo después de considerar un buen número de campos de contribución de datos de observación que varían desde la petrografía detallada de los ejemplares individuales hasta los mapas estratigráficos y diagramas de secciones transversales.
4.8.2.- OBSERVACIONES ESENCIALES
En tablas se tiene una lista de algunas asociaciones empíricas que pueden ser reconocidas e indica la naturaleza de las observaciones esenciales sobre las que están basadas las identidades de las asociaciones. Litología.- Los tipos de roca, identificados por la clasificación estándar que se emplea, aparecen anotados según el orden de su prominencia relativa en cada asociación. La “prominencia relativa” no es estrictamente una medida de relaciones volumétricas, sino que se refiere más bien a la litología más característica. En la asociación de grauwaca, por ejemplo, la pizarra es comúnmente el tipo de roca más importante volumétricamente; pero, como las pizarras son difíciles de observar y clasificar, tienen menor importancia que las areniscas en la caracterización de la asociación. Dentro de una sola asociación importante, ciertas litologías ocupan posiciones particulares. Por tanto, es difícil describir las litologías involucradas sin hacer referencia a la geometría de los cuerpos rocosos en los que ocurren. A continuación se describe los términos geométricos aplicados.
Geometría.- El espesor es uno de los parámetros más importantes de una asociación litológica. Expresando el espesor simplemente en pies o en metros es, sin embargo, conducente a error, en cuanto que una asociación dado puede representar depositación ocurrida durante un intervalo corto o un intervalo largo de tiempo. En un intento para llegar a una medida más significativa del espesor, se expresa este parámetro en función de metros o pies por millón de años. Es evidente que interviene un cierto grado de interpretación cuando se estima el valor de una sucesión de estratos. Afortunadamente, los errores en que se incurre en las estimaciones de tiempo, aun cuando se encuentren entre el 50 y el 100 por ciento del intervalo. Son insignificantes cuando se les compara con las variaciones de espesor encontradas. Los espesores usados son los que se han tomado del registro estratigráfico después de la compactación de los sedimentos, y no guardan ninguna relación sencilla respecto a los regímenes de sedimentación.
No se ha desarrollado los términos adecuados para una definición de las posiciones puramente descriptiva dentro de las asociaciones litológicas. Para fines actuales se emplean términos que requieren inferencia e interpretación en interés de claridad. Los términos proximal y distal se refieren a posesiones próximas y alejadas de las áreas de origen supuestas o próximas o alejadas de márgenes de las cuencas de depósitos. En las sucesiones no perturbadas, los términos echado arriba y echado abajo servirían igualmente bien, pero esta acepción sería algo confuso en donde una estructura más joven ha afectado a la sucesión
Efectos posteriores a la depositación.- A primera vista parece ilógico aplicar características que resultan episodios posteriores a la depositación, a la clasificación de las asociaciones litológicas y sin embargo, existe una clara relación entre algunas de las asociaciones y la historia estructural y metamórfica. Por ejemplo, la frecuencia en que se encuentra involucrada la asociación de grauwaca en el metamorfismo regional es tal que se reconocen efectos metafóricos como una de las marcas distintivas de la asociación de la grauwaca, pero indica que este y otros efectos posteriores a la depositación se encuentran entre las observaciones, que mediante la integración, contribuyen a la identidad de los modelos de asociación.
Otras observaciones.- Bajo el encabezado estructuras sedimentarias no se hace intento alguno de anotar todas las estructuras internas que se pueden ocurrir, sino que se han anotado aquellas peculiaridades estructurales que ayudan a tipificar cada asociación. De modo semejante, el encabezado paleontológico no involucra el recuento de todos los tiempos fósiles que anduve observarse, los incisos de entrada están restringidos a los agrupamientos ambientales amplios que tienen alguna medida cualitativa de abundancia. Los ejemplos de las unidades de roca escogidos como representativos de las diversas asociaciones no llevan la intención de ser considerados como holotipos a los que se referían otros agrupamientos para comparación e identificación. Más bien como típicos. Los lectores individuales de otras regiones encontraran innumerables ejemplos igualmente buenos dentro de sus propias áreas.
4.8.3.- INTERPRETACIONES DE LAS ASOCIACIONES LITOLOGICAS
Las interpretaciones que pueden sacarse de una integración sintética de las observaciones anotadas en tablas son los materiales de origen de las asociaciones clásticas, las áreas de origen y los medios de transporte son interpretados por las consideraciones de composiciones, texturas y estructuras de los sedimentos acumulados.
Del hábito tectónico inferido de cada asociación es enunciado en función de la relación entre el régimen de suministro del sedimento y el régimen del hundimiento. Este valor es estimado en términos generales y aplicado, junto a los datos sobre la forma geométrica de los litódomos representados, la consideración de una clasificación tectónica involucrada. De modo semejante se integran todas las líneas de contribución de evidencia para llegar a un estado ambiental típico de cada asociación importante. Las tablas, pueden escasamente hacer justicia al valor del detalle descriptivo e interpretativo de que se dispone en las asociaciones litológicas, ni es posible dentro de las limitaciones de ese texto, presentar nada que se acerque a una cobertura completa del tema, Sin embargo, se requiere ampliar algo del trato de ese asunto, para permitir la introducción de ejemplos ilustrativos y una modesta cantidad de discusión.
4.8.4.- ASOCIACIONES CLASTICAS a.- La asociación de la grauvaca
Grauvaca.- De color gris hasta verde es una roca fuertemente compactada. La grauvaca contiene principalmente granos de diámetros entre 0,02 y 2 mm. Se constituye de cantidades considerables de feldespato, fragmentos de cuarzo y fragmentos de roca de diferentes tipos como por ej. De vulcanitas básicas, de pizarra arcillosa o silícica o de filita. La matriz se forma por minerales arcillosos, de mica y de clorita. Los granos son mal redondeados. La grauvaca es una roca sedimentaria mal clasificada, es decir el tamaño de
los granos de los distintos fragmentos puede ser muy variable, y la roca contiene una variedad grande de componentes minerales y rocosos.
La mala clasificación de los tamaños de granos, su bajo grado de redondez y la variedad grande de sus componentes indican, que el camino de transporte de sus componentes clásticos es corto. El alto contenido en clorita, un filosilicato de Mg y Fe indica, que el campo de suministro y de erosión se compone principalmente de rocas intermedias a básicas, como por ej. De andesitas y basaltos. A partir de estas características muchas grauvacas se considera como sedimentación de corrientes de turbidez. Estas son mezclas de agua, limo, arena y arcilla, que se van deslizando desde los bordes continentales hacia las aguas profundas. Los corrientes de turbidez muy probablemente son iniciados por la actividad tectónica en el margen continental.
La asociación de las Grauvacas, esta es una de las asociaciones que más fácilmente se reconocen y sin embargo, una de las difíciles de definir. Ningún tipo de roca sedimentaria solo, habito estructural grado metamórfico, forma geométrica o relación a la actividad ígnea está limitado a la asociación ni es únicamente característico de ella. Hasta la arenisca que da a su nombre a la asociación, es definida en forma diferente por diversos investigadores, tendiendo a ocasionar la inclusión o la exclusión de ciertas ocurrencias particulares sobre lo que son casi terrenos semánticas. No obstante, la asociación común de sedimentos detríticos inmaduros de tipo obviamente de turbidita, el gran espesor de los cinturones alargados, y por la adición volcánica, se combinan para presentar un cuadro identificable. En donde el cuadro de depositación ha sido afectado por fuerzas de comprensión conducentes a sobre empujes orientados importantes y metamorfismo regional y donde son evidentes granitos metasomáticos y las instrucciones ultra básicas, es clara e incontrovertible la relación respecto a las condiciones eugeosinclinales. Dadas estas observaciones y sus interpretaciones, la asignación a un modelo eugeosinclinal conceptual es casi menos difícil que el reconocimiento de la asociación de grauvaca por observación.
Asociaciones de grauvaca de soterramiento profundo. Las marcas distintas estructurales, metamórficas e ígneas de la asociación eugeosinclinal de grauvaca son prominentes en las formaciones precambrianas más antiguas y en las paleozoicas y mesozoicas de ciertas áreas. En estas ocurrencias más antiguas y en las paleozoicas y mesozoicas, el alzamiento de la erosión subsecuentes han expuesto las porciones axilares de las depresiones de depositación que en un tiempo estuvieron sepultados a gran profundidad, mientras que ha sido removidos enormes volúmenes de sedimento emplazado a menor profundidad, junto con gran parte de la evidencia de las condiciones de transición prevalecientes entre la sedimentación eugeosinclinal y la cretonica. Como resultado, las rocas de la asociación de la grauvaca guardan la impresión característica del metamorfismo y de la actividad intrusita y son marcadamente delimitadas por discordancias y las fallas por asociaciones evidentemente distintas.
Asociaciones de la grauvaca intermedia.- Hay muchas sucesiones sedimentarias que son fácilmente reconocibles como asociaciones de grauvaca, pero que no exhiben el grado de metamorfismo, metasomatismo y efecto ígneo intrusito de las asociaciones de soterramiento profundo. Las rocas de principios del Paleozoico de las áreas clásicas del norte de Gales, en donde constituyen la llamada facies de graptolites son ejemplos bien documentados. Otras formas representativas se encuentran en el ordovícico de la parte norte-central de Nevada y en los estratos Stanley-Jackfork de la región Guachita.
Las rocas de la asociación de la grauvaca intermedia, aunque pueden haber sufrido cierta reorientación del grano, exhiben típicamente las estructuras primarias internas de la turbiditas y las prominentes marcas del suelo del plano de estratificación que permiten determinar la dirección de transporte. Los fósiles de organismos planctónicos y nectónicos, como las graptolites y los ammonoides, son relativamente comunes en las pizarras obscuras; en ciertas áreas, la asociación incluye gigantescos bloques exóticos “sin raíz” de estratos más antiguos evidentemente transportados por deslizamiento de gravedad.
Asociaciones de la grauvaca de soterramiento poco profundo
Las áreas de actividad orogénica de tipo eugeosinclinal de la ultima parte del mesozoico y del Cenozoico, y los cinturones adyacentes tales áreas, se caracterizan por sujeciones sedimentarías identificables con menos facilidad con el modelo de la grauvaca. Las areniscas carecen de abundante matriz clorítica y el consecuente color oscuro de las grauvacas típicas, y el contenido de feldespatos sobrepasa en algunos casos, a los valores admisibles para las grauvacas en algunos sistemas de clasificación de la arenisca. Estas son las wacas arcosicas de Gubert Williams, Turner y GILBERT, 1954. Las pizarras carecen de la hedibilidad altamente desarrollada del plano de estratificación, o crucero, pizarroso de las asociaciones de soterramiento profundo e intermedio, son extrañas las intercalaciones de carbonatos y clásticas maduras, siendo inalteradas. Los bloques exóticos olistolitos de derivación de deslizamiento por gravedad son relativamente comunes, como las asociaciones intermedias.
Estas características, excepto por la presencia de los olistolitos, sugieren que los sedimentos no ha sido soterrados tan profundamente ni han estado sujetos a las consecuentes presiones y temperaturas elevadas de las asociaciones de la grauvaca mas típicas. Por tanto, carecen de efectos metamórficos y meta somáticos y no están comúnmente involucrados con los plutones ultra básicos. Parece probable. Sin embargo las asociaciones de soterramiento debajo de sedimentos más jóvenes y de orogénesis continuada. Si fuera posible examinar de nuevo las asociaciones poco profundas después del transcurso de cientos de millones de años y después de ciclos distróficos repetidos, podría esperarse que todas tuvieran las marcas distintivas de identificación de las que aquí hemos llamado asociaciones de soterramiento profundo. Pueden reconocerse dos tipos de asociaciones de grauvacas de poca profundidad Se puede demostrar que u8no de estos se han acumulado en depresiones agudamente alabeadas hacia abajo dentro de un complejo eugeosinclinal. Las fajas de de alzamiento activo que hay en uno o en ambos lados de las depresiones parecen ser fuentes de detritos muy inmaduros que han sido transportados por corrientes de turbidez hacia debajo de los flancos de las fajas y hasta los ejes de depresiones, alcanzando en algunos casos profundidades avísales. El transporte interior a lo largo de los ejes de las depreciaciones y hacia sus puntos de máxima depresión topográfica es indicado por cambios, casi a ángulos rectos, de la dirección de la corriente, como lo ilustran las propiedades vectoriales mensurables. Son comunes el reprocesado y la redepositación de los agrupamientos fósiles más antiguos, como lo son las ocurrencias de formas sublitorales con formas de aguas profundas o intercaladas con ellas. Se encuentran ejemplos en el terciario de las costas Ranges (Cordilleras costaneras) de California y sus cuencas intermedias Natland y Kuenen (1951) presentan una excelente discusión de ciertos ejemplos de California.
Asociaciones de la Arenita
Arenisca.- En las areniscas los tamaños granulares de sus componentes varían entre 0,02 y 2 mm. La arenisca se constituye en más de 75% de granos de cuarzo. Otros componentes son los feldespatos y la mica clara. El cemento puede constituirse de minerales arcillosos y de granos de cuarzo de diámetro de grano entre 0,002 - 0,063 mm (limo) o de cuarzo de formación nueva o de calcita. El cemento se sitúa en los intersticios entre los granos de cuarzo uniéndolos. A menudo las areniscas contienen minerales pesados de d > 2,85 g/cm3 como por ej. Circón, rutilo, turmalina, epidota, estaurolita, sillimanita, cianita, andalucita, apatito, granate, anfíbol, piroxeno y olivino. El estudio del espectro de los minerales pesados puede resultar en la reconstrucción del área fuente de los componentes de la arenisca. Cuanto más larga es la distancia de transporte de los granos, cuanto más madura es la arenisca. El predominio de cuarzo en las areniscas puede reflejar la composición de la roca de partida erosionada y la resistencia alta del cuarzo con respecto a la erosión (+ estable - cuarzo - chert - , mica clara - feldespato potásico - biotita - plagioclasas rica en Ab - hornblenda - augita - plagioclasas rica en An - olivino - inestable+).
Se ha establecido el punto de que las wacas fueron transportadas por agentes tales como corrientes de turbidez y corrientes ordinarias, que son incapaces de producir madurez significativa de textura o mineralógica en un solo ciclo de transporte y depositación. Además hay un acuerdo general de que estos sedimentos
fueron depositados en condiciones tectónicas conducentes a soterramiento antes de que las energías química y mecánica del ambiente de depositación pudieran alterar profundamente la textura y la mineralogía. No hay unanimidad de opinión, en cambio, respecto al origen de las arenas cuarzosas bien clasificadas y las asociaciones distintas de las que estás forman las partes más características es posible de que la pureza mineralógica de las areniscas resulte de estos efectos posteriores a la depositación, discutidos como la disolución interestratal por Pettijohn, una teoría muy refutada por Krynine, y van Andel. El punto de vista de más amplia aceptación considera que las arenas cuarzosas de gran extensión como el producto de la erosión y la reformación cíclica de areniscas más maduras, siendo necesarios dos o más ciclos antes de que se logre la pureza. Existe evidencia experimental de transporte muy largo, indicado por los granos de cuarzo bien redondeado típicos de las acumulaciones cuarzosas, y estos datos se han utilizado para sostener la hipótesis de los ciclos múltiples.
Si pueden formarse areniscas de cuarzo maduras en un solo ciclo entonces se concluye que el grado de madurez alcanzado es función de la energía liberada en el ambiente de depositación y del tiempo del que están sujetos a esta energía los sedimentos en acumulación. El primer factor, la energía, esta mas abundantemente disponible en la zona del rompimiento de olas a lo largo de las línea de costa marinas, y puede demostrarse que la gran mayoría de las acumulaciones de arena cuarzosa, por sus estructuras internas y texturas y por relaciones respecto a los sedimentos marinos, de transición y continentales, representan playas, barras y colinas arenosas alejadas de la playa, o cadenas de dunas asociadas.
El segundo factor, el tiempo en el ambiente de depositación, como ya se hizo resaltar antes, es regulado por el régimen de hundimiento en sitio de depositación. Con pocas excepciones las areniscas maduras dan toda evidencia de haberse acumulado en condiciones de estabilidad tectónica, en las que le lento hundimiento permite una larga exposición a la energía mecánica y química antes del soterramiento final. Estas condiciones son satisfechas en los bancos estables y en las márgenes de las cuencas de hundimiento. Las excepciones a esta regla están representadas por sedimentos que maduraron en condiciones de estabilidad y que fueron transportadas a un régimen tectónicamente negativa.
En consecuencia, dados un suministro de detritos ricos en cuarzo y estado tectónico estable cualquier línea de esta costa marina es capaz de producir arenas cuarzosas. No obstante, la geometría y la distribución del cuerpo arenoso formado reflejan equilibrio sutil entre los regímenes de alimentación de sedimento y los regímenes de hundimiento.
Asociaciones de la arcosa
Arcosa. En principio la arcosa es una roca arenisca rica en feldespatos normalmente frescas, es una roca débilmente compactada, de color rojizo, rosáceo o gris. Su composición mineralógica es parecida a la de un granito Los granos son mal redondeados y de diámetro de 0,02 y 2mm. La roca se constituye de cuarzo, mas de 25% de los fragmentos de feldespato potásico de cantos vivos, de mica y de plagioclasas y en poca cantidad de matriz de grano fino y de cemento de cuarzo o de calcita.
Los granos mal redondeados, la relativamente mala clasificación de los tamaños de granos y el contenido en fragmentos de rocas indican un camino de transporte corto de los componentes que constituyen la arcosa. Los feldespatos frescos son productos de la meteorización mecánica de la roca de partida, puesto que los feldespatos resisten poco a la meteorización química. La mayoría de las arcosas se forman a partir de rocas