Ambientes continentales 1 En el pasado, las descripciones de rocas sedimentarias dominaban el pensamiento geológico; sin embargo, en los últimos 30 años los sedimentólogos adoptaron una metodología más hacia la génesis y procesos. Este punto de vista nos da herramientas predictivas para estudiar los sedimentos y las secuencias que forman. Es bien importante preguntarse qué proceso (s) dieron origen a los sistemas deposicionales. Modelos de facies generalizan los rasgos y características de ambientes deposicionales modernos, destilando la variabilidad local. Los ambientes no-marinos están pobremente representados en el registro geológico, esto principalmente por un problema de preservación. La mayoría de ellos están por encima del nivel base de erosión, el nivel en la superficie de la Tierra por encima del cual deben en principio erosionar y debajo del cual son depositados. Casi siempre ese nivel es el nivel del mar. Que ambientes se preservan preferencialmente en el registro geológico? Cómo es que sedimentos de ambientes no marinos se preservan? Abanicos aluviales Los ambientes sedimentarios más proximales y de grano más grueso son los abanicos aluviales. Se encuentran al lado de los cinturones montañosos y son producto de dos procesos deposicionales principales: flujos de detritus y flujos no confinados (debris flows y sheet flows). Los depósitos de abanicos entonces reflejan esos procesos. En la actualidad, los abanicos aluviales son preferentemente cuerpos de sedimentos muy gruesos a gruesos. Tienen superficies de pendientes relativamente altas de 15 1.5, con pendientes que disminuyen hacia la cuenca. La pendiente depende de la composición o proveniencia (muddy, gravelly) y del ambiente tectónico en que ocurren. Debido a la alta pendiente son depósitos del regimen de flujo alto, y comunmente son flujos supercríticos (F > 1) (U/sqrt(gh)). Para comparación los ríos tienen gradientes 0.5 0.01. 1
Clasificación Se pueden dividir en dos categorías principales: Name Primary facies Secondary Facies Provenance 1-Debrisdominated 2-Water dominated Rock avalanche (minor) Fan Delta (Gilbert ) (los vemos después) Debris-flow paraconglomerates Sheet-flood orthoconglomerates Monomictic breccias Channelized orthoconglomerates Channelized orthoconglomerates, debris-flow paraconglomerates Polymictic breccias Granitic, volcanic, pelitic, carbonate Some metamorphic (gneisses, quartzites), quartz arenitic Any DEPOSITED IN WATER Paraconglomerate: A conglomerate that is not a product of normal aqueous flow but is deposited by such modes of mass transport as subaqueous turbidity currents and glacier ice; characterized by a disrupted gravel framework, often unstratified, and notable for a matrix of greater than gravel-sized fragments. Orthoconglomerate: A conglomerate with an intact gravel framework held together by mineral cement and deposited by ordinary water currents. Un flujo de detritus ocurre cuando todos los tamaños de grano de sedimento desde bloques hasta arcilla en el sedimento, que están saturados de agua, se mueve en masa y es rápidamente depositado con muy poca o sin estratificación (excepto en el caso en que múltiples flujos están uno encima del otro- stacked). 2
Los flujos de detritus ocasionalmente preservan gradación inversa, especialmente cerca de sus bases. En sus partes altas forman cuerpos lobados a tabulares de espesor mas o menos uniforme. Un flujo de lodo es un tipo de flujo de detritus en que hay parincipalmente partículas finas y se mueve rápidamente (10 km/hr) también formando lóbulos angostos. Son importantes por varias rezones: por estar cerca del frente de montaña y se grupesos reflejan levantamiento tectónico. También son buenos indicadores de proveniencia(que es fácil de distinguir). Eso nos dice que porciones del basamento están levantados a un tiempo dado. También son áreas modernas de riesgo por inundaciones (flash-floods) 3
Los abanicos están generalmente restringidos en área, los sedimentos típicamente se depositan de 1 a 10 km de su fuente. Se forman donde existe un cambio abrupto en una corriente de un flujo angosto confinado a un canal con alta pendiente a una región de menor pendiente y más amplia en el piso del valle. Esto causa una caída rápida en la potencia hidráulica del la corriente, y depósito consecuente. Los depósitos tienen forma cónica, ya mencionamos que están dominandos por sedimentos gruesos careciendo de limos y arcillas. Su arquitectura consiste de flujos sucesivos (sheet-flow sand-dominated) o depósitos debris-flow, principalmente en ambientes desérticos, aunque también pueden ocurrir en ambientes húmedos y glaciares (outwash fans al frente de glaciares que se están fundiendo). Cuando coalecen en el frente de montaña forman lo que llamamos bajadas. La superficie superior del abanico está dominado por corrientes entretrenzada, que típicamente tienen canales anchos anastomoseados que se forman en la parte alta del abanico cerca del ápice donde la pendiente es mayor y donde la corriente es ahogada por una carga de sedimento mayor a la que puede transportar. Durante el pico en una inundación agua escapa del canal principal y crea un sheet flood de arena y grava mejor calasificada y sin limos or arcillas (midfan sheets are typically well-sorted, well stratified, and cross-bedded). 4
En el intersection point en un abanico el canal principal alcanza la superficie preexistente provcando sheet floods que forman lóbulos de boques grandes, guijas y, llamados sieve deposits, debido a que carecen de material fino. Los sieve deposits son más gruesos cerca del frente del lóbulo al removerse material fino por agua percolando por el depósito. Los depósitos de un abanico aluvial a veces son llamados fanglomerados. Típicamente se hace gruesos hacia arriba al esparcirse los depósitos de la montaña al valle. El tamaño de grano generalmente decrece hacia el valle. La superficie del cono del abanico está cubierta por un sistema de corrientes entretrenzadas que radían del canal principal (distributary channels). Cada nueva inundación corta un nuevo canal y rellena los canales existentes con gravas gruesas. 5
Registro estratigráfico La formación de abanicos aluviales requiere levantamiento rápido (por ejemplo en escarpes de fallas) en regiones tectónicamente activas. La secuencia de grueso hacia arriba arenas con estratificación cruzada, fanglomerados y fujos de detritus ocurren por la progradación del abanico hacia el valle. La mayoría de los abanicos están lejos del oceáno, pero algunos derraman en la línea de costa produciendo fan deltas. Aunque su extensión lateral no es grande, pueden tener espesores considerables (cientos a 1000s de m en algunas cuencas si la subsidencia persiste). Los sedimentos pueden ser muy inmaduros y angulares con abundantes fragmentos de roca y feldespatos. Es muy raro encontrar restos fósiles en estos ambientes. Qué tipo de areniscas se depositan en un abanico aluvial? 6