Granulometría. Sedimentología Año 2011

Transcripción

1 Granulometría Sedimentología Año 2011

2 Texturas Características o propiedades fundamentales de los sedimentos (como partículas individuales o como agregados)

3 Qué son las Texturas? Conjunto de propiedades escalares determinables en una unidad litológica, naturalmente condicionado por los procesos sedimentogenéticos Son condiciones de interacción entre los componentes del sedimento o roca sedimentaria (de tipo clástico) Elementos Texturales: Granulometría o Tamaño de Grano Morfología de los clastos Texturas Superficiales Composición Mineralógica Fábrica Porosidad Permeabilidad Otros

4 Granulometría Tipo de textura fundamental Caracterización y clasificación de sedimentos y rocas sedimentarias; interpretación de procesos sedimentarios 4 razones importancia: base descripción precisa puede ser característica del ambiente información sobre procesos sedimentarios relación con otros parámetros texturales

5 Primera aproximación en el campo Estimación a ojo desnudo y lupa Comparadores visuales Sedimentos gruesos, medida directa Análisis granulométrico preciso en laboratorio

6 Sedimentos o rocas sedimentarias Se desagrega la muestra (en caso de una roca) Diferentes análisis granulométricos de acuerdo al tamaño de grano

7 Clasificación de Rocas Clásticas por Granulometría Rocas de grano: grueso Psefitas (clastos tamaño grava) medio Psamitas (clastos tamaño arena) fino Pelitas (clastos tamaño limo y arcilla) Tamaño = diámetro del clasto

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9 Largo de los 3 ejes Diámetro nominal con el V 100 a 400 gravas

10 Escalas Granulométricas La heterogeneidad textural de los sedimentos implica que debemos considerar cómo se distribuyen los tamaños. El modelo más aceptado para la distribución de tamaños es el lognormal

11 Si se parte de un conjunto de materiales o granos sueltos con una distribución de tamaños al azar, se verifica que en forma progresiva los procesos de abrasión y ruptura durante el transporte o de movilización selectiva de los individuos los acercan a la lognormalidad.

12 Para una distribución lognormal, la escala más apropiada es una progresión geométrica Sedimentos vienen en todos los tamaños (variación continua)

13 Udden (1914): ley geométrica de la distribución de los sedimentos escala de tamaños con intervalos de clase Escala en base 2 partiendo de 1 mm

14 Desarrollada para estudiar sedimentos del Río Mississippi Límites de clases determinados por propiedades físicas del transporte de granos Coinciden con los límites entre cargas transportadas en suspensión y por tracción

15 Wentworth (1922): toma los intervalos de Udden y los redefine Escala Udden-Wentworth: Escala geométrica en base 2 Reconoce cuatro tamaños básicos de partículas: gravas (mayores de 2 mm), arenas (entre 2 y 1/16 mm), limos (entre 1/16 y 1/256 mm) y arcillas (inferiores a 1/256 mm)

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17 Escala de Krumbein: Introdujo el símbolo ø (phi) ø = -log 2 d (d = diámetro del grano en mm) No es una medida absoluta Granulometría de 1 mm corresponde al ø=0 Granulometrías más finas tienen valores ø positivos Granulometrías más gruesas tienen valores ø negativos Son números enteros que coinciden con los límites de clases de la Escala Udden- Wentworth

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19 Análisis Granulométricos Expresión cuantitativa de la distribución granulométrica en un depósito o afloramiento Interpretación de las distribuciones bajo 3 ángulos posibles: Proveniencia (materiales área fuente y productos hipergénicos) Procesos de transporte (interpretación hidrodinámica) Ambientes depositacionales (relaciones)

20 Pasos a seguir 1) Obtengo las frecuencias granulométricas 2) Represento la distribución de las frecuencias mediante gráficos y diagramas 3) Calculo parámetros estadísticos que describen a los sedimentos

21 1) Frecuencias Granulométricas Son porcentuales (% de materiales encontrados en cada clase) Se calculan como % del peso total de muestra

22 2) Gráficos Histogramas: Forma más simple de representar resultados de análisis granulométricos Construyo una tabla de frecuencias: intervalos de clase (mm o ø) y frecuencias de cada clase Área de cada barra es a la cantidad de material presente en cada clase Defino poblaciones

23 Unimodal (1 agente) Bimodal (2 agentes con capacidades de carga diferente) Polimodal (variaciones en la energía del medio)

24 Polígonos y Curvas de Frecuencias: Se construyen uniendo los puntos medios de la parte superior de los histogramas Obtengo una curva de contorno Granulometrías con máx y mín frecuencias Intervalos de distribución de las diferentes clases (grado de selección)

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26 Curvas de Frecuencia Acumulada: Se construyen a partir de una tabla de frecuencias acumuladas A partir de los granos más gruesos, a cada clase le sumo los % en peso de las clases anteriores

27 Forma de S suave Independiente de los intervalos de clase escogidos

28 Se grafica en papel logarítmico (distribución normal = recta)

29 Más de una población con distribución normal es común en los sedimentos Cada población = un tramo de recta

30 Eje x ø Valores enteros Menor desviación de la línea recta Eje y frecuencias acumuladas Cálculo de parámetros estadísticos

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33 3) Parámetros Estadísticos Fórmulas analíticas Expresan numéricamente características de las curvas

34 Folk & Ward (1957)

35 Medidas de Tendencia Central Son los parámetros más importantes Valores típicos y representativos de la distribución de tamaños Caracterizan a la granulometría más frecuente en términos de: Tamaño medio de los granos Puede asociarse a Energía cinética (Ec) del ambiente sedimentario

36 Moda: tamaño más frecuente de la distribución = ø pto máximo curva frecuencia Media: Mz = (ø 16 + ø 50 + ø 84 )/3 Mediana: Mdø = ø 50 Distribución simétrica: los 3 valores coinciden Distribución asimétrica: los 3 valores se separan

37 Si la media > mediana, los sedimentos son cada vez más finos (pérdida de Ec) Lo inverso también se cumple

38 Medidas de Dispersión Indican las oscilaciones de la Ec del ambiente sedimentario en relación al valor medio = dispersión de los datos en torno a la media Desviación de la granulometría de un sedimento de la media Desviación Estándar: σ1 = ø 84 - ø 16 + ø 95 ø

39 Indica el grado de selección granulométrica Selección más baja cuantos mayores intervalos de grado estén involucrados en la distribución (a mayor valor de desvío, peor selección) Refleja tipo de agente de transporte (medida del grado de fluidez o viscosidad) capacidad seleccionadora del agente de transporte

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41 Medidas de Asimetría Muestran la asimetría en la distribución de frecuencias Marca la posición de la media con respecto a la mediana Muestra si la distribución es simétrica con respecto a la media y la moda

42 Asimetría o Skewnes : S k = ø 16 + ø 84-2ø 50 + ø 5 + ø 95-2ø 50 ø 84 - ø 16 ø 95 ø 5 Indican grado de selección con su valor El signo indica pérdida (+) o ganancia (-) de Ec -1,00 (gruesos) a +1,00 (finos)

43 Media desplazada hacia los tamaños gruesos asimetría negativa aumento energía cinética media Media desplazada hacia los tamaños finos asimetría positiva disminución energía cinética media

44 Medidas de Angulosidad Compara la selección en el centro de la distribución y en los extremos Angulosidad o Kurtosis: K g = ø 95 ø (ø 75 ø 25 ) Agudeza de la curva de frecuencia como la relación de la proximidad entre los valores extremos centrales y los valores externos

45 Distribución Leptocúrtica: pocas clases de tamaño definiendo la parte central de la curva (puntiaguda) Distribución Platicúrtica: muchas clases de tamaño similares a la media en la parte central (achatada) Distribución Mesocúrtica: distribución normal

46 Mejor selección en los extremos que en el centro de la distribución Mejor selección en el centro que en los extremos de la distribución

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48 Interpretaciones de los Análisis Granulométricos 2 objetivos fundamentales: Estadística descriptiva describir, analizar y definir los sedimentos Estadística inductiva deducción de condicionantes bajo las cuales sedimentaron Ojo! Mismo depósito puede contener materiales sedimentados bajo leyes

49 Curvas de Frecuencia Acumulada

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51 Análisis Bivariado Reconocimiento de Ambientes?

52 Comparativamente con respecto a las arenas fluviales, las arenas de playa tienden a una mejor selección y a asimetría con colas de gruesos (negativa)

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