Rocas lodosas

Mudrocks o rocas lodosas son una clase de rocas sedimentarias siliciclásticas de grano fino. Los diferentes tipos de lutitas incluyen limolita, arcilla, lutita, pizarra y esquisto. La mayoría de las partículas que componen la piedra tienen menos de ¹ ⁄ ₁₆ mm (0,0625 mm; 0,00246 pulgadas) y son demasiado pequeñas para estudiarlas fácilmente en el campo. A primera vista, los tipos de rocas parecen bastante similares; sin embargo, existen diferencias importantes en la composición y nomenclatura.

Ha habido un gran desacuerdo en relación con la clasificación de mudrocks. Algunos obstáculos importantes para su clasificación incluyen los siguientes:

1. Mudrocks son los menos entendidos y entre las rocas sedimentarias menos estudiadas hasta la fecha.
2. El estudio de los componentes de las rocas de lodo es difícil debido a su tamaño diminuto y susceptibilidad a la meteorización en los afloramientos.
3. Y lo más importante, los científicos aceptan más de un esquema de clasificación.

Las rocas de barro constituyen el 50% de las rocas sedimentarias en el registro geológico y son fácilmente los depósitos más extendidos en la Tierra. El sedimento fino es el producto más abundante de la erosión, y estos sedimentos contribuyen a la omnipresencia general de las rocas de barro. Con el aumento de la presión a lo largo del tiempo, los minerales arcillosos laminares pueden alinearse, con la apariencia de capas paralelas (fisibilidad). Este material finamente estratificado que se divide fácilmente en capas delgadas se denomina lutita, a diferencia de la lutita. La falta de fisibilidad o estratificación en la lutita puede deberse a la textura original oa la interrupción de la estratificación por parte de organismos excavadores en el sedimento antes de la litificación.

Desde el comienzo de la civilización, cuando la cerámica y los adobes se fabricaban a mano, hasta ahora, los adobes han sido importantes. El primer libro sobre mudrocks, Geologie des Argils de Millot, no se publicó hasta 1964; sin embargo, los científicos, ingenieros y productores de petróleo han entendido la importancia de las rocas de lodo desde el descubrimiento de Burgess Shale y la relación entre las rocas de lodo y el petróleo. La literatura sobre este tipo de roca omnipresente ha aumentado en los últimos años, y la tecnología continúa permitiendo un mejor análisis.

Nomenclatura

Mudrocks, por definición, consisten en al menos un cincuenta por ciento de partículas del tamaño de lodo. Específicamente, el lodo está compuesto de partículas del tamaño de limo que tienen entre 1/16 y 1/256 ((1/16)) de milímetro de diámetro, y partículas del tamaño de arcilla que tienen menos de 1/256 milímetro.

Mudrocks contienen principalmente minerales de arcilla y cuarzo y feldespatos. También pueden contener las siguientes partículas a menos de 63 micrómetros: calcita, dolomita, siderita, pirita, marcasita, minerales pesados ​​e incluso carbono orgánico.

Hay varios sinónimos para rocas siliciclásticas de grano fino que contienen el cincuenta por ciento o más de sus constituyentes menos de 1/256 de milímetro. Las lutitas, los esquistos, las lutitas y las argilitas son calificadores comunes o términos generales; sin embargo, el término mudrock se ha convertido cada vez más en la terminología elegida por los geólogos y autores sedimentarios.

El término "mudrock" permite subdivisiones adicionales de limolita, arcilita, lutolita y esquisto. Por ejemplo, una limolita estaría hecha de más del 50 por ciento de granos que equivalen a 1/16 - 1/256 de milímetro. "Esquisto" denota fisibilidad, lo que implica la capacidad de dividirse fácilmente o romperse en paralelo a la estratificación. La limolita, la lutita y la arcilla implican detritos litificados o endurecidos sin fisibilidad.

En general, "rocas de barro" puede ser el término calificativo más útil, porque permite dividir las rocas por su mayor parte de granos contribuyentes y su tamaño de grano respectivo, ya sea limo, arcilla o barro.

Arcilla

Una piedra arcillosa es una roca de barro litificada y no escindible. Para que una roca sea considerada arcillosa, debe contener al menos un cincuenta por ciento de arcilla (filosilicatos), cuya partícula mide menos de 1/256 de milímetro de tamaño. Los minerales de arcilla son parte integral de las rocas de barro y representan el primer o segundo constituyente más abundante por volumen. Hacen lodos cohesivos y plásticos, o capaces de fluir. Los minerales de arcilla suelen ser de grano muy fino y representan las partículas más pequeñas reconocidas en las rocas de barro. Sin embargo, el cuarzo, el feldespato, los óxidos de hierro y los carbonatos también pueden desgastarse hasta alcanzar el tamaño de los típicos granos minerales de arcilla.

Para una comparación de tamaño, una partícula del tamaño de una arcilla es 1/1000 del tamaño de un grano de arena. Esto significa que una partícula de arcilla viajará 1000 veces más lejos a una velocidad constante del agua, lo que requerirá condiciones más tranquilas para su asentamiento.

La formación de arcilla es bien conocida y puede provenir del suelo, las cenizas volcánicas y la glaciación. Las rocas de barro antiguas son otra fuente, porque se desgastan y se desintegran fácilmente. El feldespato, los anfíboles, los piroxenos y el vidrio volcánico son los principales donantes de minerales arcillosos.

Lutita

Una lutita es una roca sedimentaria siliciclástica que contiene una mezcla de partículas del tamaño de limo y arcilla (al menos 1/3 de cada una).

La terminología de "lutita" no debe confundirse con el esquema de clasificación de Dunham para las calizas. En la clasificación de Dunham, una lutita es cualquier piedra caliza que contiene menos del diez por ciento de granos de carbonato. Tenga en cuenta que una lutita siliciclástica no trata con granos de carbonato. Friedman, Sanders y Kopaska-Merkel (1992) sugieren el uso de "lutita de cal" para evitar confusiones con rocas siliciclásticas.

Limolita

Una limolita es una roca de barro litificada, no escindible. Para que una roca se llame limolita, debe contener más del cincuenta por ciento de material del tamaño de limo. El limo es cualquier partícula más pequeña que la arena, 1/16 de milímetro, y más grande que la arcilla, 1/256 de milímetro. Se cree que el limo es el producto de la meteorización física, que puede implicar congelación y descongelación, expansión térmica y liberación de presión. La meteorización física no implica ningún cambio químico en la roca, y puede resumirse mejor como la ruptura física de una roca.

Una de las mayores proporciones de limo que se encuentran en la Tierra se encuentra en el Himalaya, donde las filitas están expuestas a lluvias de hasta cinco a diez metros (16 a 33 pies) al año. El cuarzo y el feldespato son los mayores contribuyentes al reino del limo, y el limo tiende a no ser cohesivo, no plástico, pero puede licuarse fácilmente.

Hay una prueba simple que se puede hacer en el campo para determinar si una roca es limolita o no, y es poner la roca en los dientes. Si la roca se siente "arenosa" contra los dientes, entonces es limolita.

Esquisto

El esquisto es una roca de barro laminada, dura y de grano fino, que consta de minerales arcillosos y limo de cuarzo y feldespato. El esquisto está litificado y escindible. Debe tener al menos el 50 por ciento de sus partículas miden menos de 0,062 mm. Este término se limita a las rocas arcillosas o arcillosas.

Hay muchas variedades de esquisto, incluidas las calcáreas y ricas en materia orgánica; sin embargo, el esquisto negro, o esquisto rico en materia orgánica, merece una evaluación más detallada. Para que un esquisto sea un esquisto negro, debe contener más del uno por ciento de carbono orgánico. Una buena roca generadora de hidrocarburos puede contener hasta un veinte por ciento de carbono orgánico. Generalmente, el esquisto negro recibe su afluencia de carbono de las algas, que se descompone y forma un cieno conocido como sapropel. Cuando este exudado se cocina a la presión deseada, de tres a seis kilómetros (1,8 a 3,7 millas) de profundidad y a una temperatura de 90 a 120 °C (194 a 248 °F), formará kerógeno. El kerógeno se puede calentar y producir hasta 10 a 150 galones estadounidenses (0,038 a 0,568 m) de productos de petróleo y gas natural por tonelada de roca.

Pizarra

La pizarra es una lutita dura que ha sufrido metamorfismo y tiene un clivaje bien desarrollado. Ha sufrido metamorfismo a temperaturas entre 200 y 250 ° C (392 y 482 ° F) o deformación extrema. Dado que la pizarra se forma en el reino inferior del metamorfismo, en función de la presión y la temperatura, la pizarra conserva su estratificación y puede definirse como una roca dura de grano fino.

La pizarra se usa a menudo para techos, pisos o paredes de piedra antiguas. Tiene una apariencia atractiva, y su escote ideal y textura suave son deseables.

Creación de fango y mudrocks

La mayoría de las rocas de barro se forman en océanos o lagos, porque estos entornos proporcionan las aguas tranquilas necesarias para la deposición. Aunque las rocas de barro se pueden encontrar en todos los entornos de depósito de la Tierra, la mayoría se encuentran en lagos y océanos.

Transporte y suministro de lodo

Las fuertes lluvias proporcionan el movimiento cinético necesario para el transporte de lodo, arcilla y limo. El sudeste de Asia, incluidos Bangladesh e India, recibe grandes cantidades de lluvia de los monzones, que luego arrastran los sedimentos del Himalaya y las áreas circundantes al Océano Índico.

Los climas cálidos y húmedos son mejores para erosionar las rocas, y hay más lodo en las plataformas oceánicas frente a las costas tropicales que en las plataformas templadas o polares. El sistema amazónico, por ejemplo, tiene la tercera mayor carga de sedimentos en la Tierra, con lluvia que proporciona arcilla, limo y lodo de los Andes en Perú, Ecuador y Bolivia.

Los ríos, las olas y las corrientes costeras separan el lodo, el limo y la arcilla de la arena y la grava debido a la velocidad de caída. Los ríos más largos, con pendientes bajas y grandes cuencas hidrográficas, tienen la mejor capacidad de carga de lodo. El río Mississippi, un buen ejemplo de río largo y de baja pendiente con una gran cantidad de agua, transportará lodo desde sus secciones más al norte y depositará el material en su delta dominado por lodo.

Entornos de depósito de Mudrock

A continuación se incluye una lista de varios ambientes que actúan como fuentes, modos de transporte a los océanos y ambientes de deposición de lutitas.

Ambientes aluviales

El Ganges en la India, el Amarillo en China y el Bajo Mississippi en los Estados Unidos son buenos ejemplos de valles aluviales. Estos sistemas tienen una fuente continua de agua y pueden aportar lodo a través de la sedimentación de la ribera, cuando el lodo y el limo se depositan en la ribera durante las inundaciones, y la sedimentación en meandro cuando un arroyo abandonado se llena de lodo.

Para que exista un valle aluvial, debe haber una zona muy elevada, generalmente levantada por un movimiento tectónico activo, y una zona más baja, que actúa como conducto para el agua y los sedimentos hacia el océano.

Glaciares

Grandes cantidades de lodo y labranza son generadas por las glaciaciones y depositadas en la tierra como labranza y lagos. Los glaciares pueden erosionar formaciones de lutitas ya susceptibles, y este proceso mejora la producción glacial de arcilla y limo.

El hemisferio norte contiene el 90 por ciento de los lagos del mundo de más de 500 km (310 millas), y los glaciares crearon muchos de esos lagos. Los depósitos lacustres formados por la glaciación, incluida la profunda erosión glacial, son abundantes.

Lagos no glaciares

Aunque los glaciares formaron el 90 por ciento de los lagos en el hemisferio norte, no son responsables de la formación de lagos antiguos. Los lagos antiguos son los más grandes y profundos del mundo y albergan hasta el veinte por ciento de las reservas de petróleo actuales. También son la segunda fuente más abundante de lutitas, detrás de las lutitas marinas.

Los antiguos lagos deben su abundancia de lutitas a su larga vida y a sus gruesos depósitos. Estos depósitos fueron susceptibles a los cambios en el oxígeno y la lluvia, y ofrecen una cuenta robusta de la consistencia del paleoclima.

Deltas

Un delta es un depósito subaéreo o subacuático formado donde los ríos o arroyos depositan sedimentos en un cuerpo de agua. Los deltas, como el Mississippi y el Congo, tienen un enorme potencial para el depósito de sedimentos y pueden mover sedimentos a las aguas profundas del océano. Los ambientes delta se encuentran en la desembocadura de un río, donde sus aguas se vuelven más lentas a medida que ingresan al océano, y se depositan limo y arcilla.

Los deltas de baja energía, que depositan una gran cantidad de lodo, se encuentran en lagos, golfos, mares y pequeños océanos, donde las corrientes costeras también son bajas. Los deltas ricos en arena y grava son deltas de alta energía, donde dominan las olas y el lodo y el limo se alejan mucho más de la desembocadura del río.

Costas

Las corrientes costeras, el suministro de lodo y las olas son un factor clave en la deposición de lodo en la costa. El río Amazonas suministra 500 millones de toneladas de sedimentos, en su mayoría arcilla, a la región costera del noreste de América del Sur. 250 toneladas de este sedimento se mueven por la costa y se depositan. Gran parte del lodo acumulado aquí tiene más de 20 metros (65 pies) de espesor y se extiende 30 kilómetros (19 millas) hacia el océano.

Gran parte del sedimento transportado por el Amazonas puede provenir de las montañas de los Andes, y la distancia final recorrida por el sedimento es de 6.000 km (3.700 millas).

Ambientes marinos

El 70 por ciento de la superficie de la Tierra está cubierta por océanos, y en los ambientes marinos es donde encontramos la mayor proporción de rocas de barro del mundo. Hay una gran cantidad de continuidad lateral en el océano, a diferencia de los continentes que están confinados.

En comparación, los continentes son administradores temporales de lodo y limo, y el hogar inevitable de los sedimentos de rocas de lodo son los océanos. Consulte el ciclo de mudrock a continuación para comprender el entierro y el resurgimiento de las diversas partículas.

Hay varios entornos en los océanos, que incluyen fosas de aguas profundas, llanuras abisales, montes submarinos volcánicos, márgenes de placas convergentes, divergentes y transformantes. La tierra no solo es una fuente importante de sedimentos oceánicos, sino que también contribuyen los organismos que viven dentro del océano.

Los ríos del mundo transportan el mayor volumen de cargas suspendidas y disueltas de arcilla y limo al mar, donde se depositan en las plataformas oceánicas. En los polos, los glaciares y los depósitos de hielo flotante caen directamente al fondo del mar. Los vientos pueden proporcionar material de grano fino de las regiones áridas, y las erupciones volcánicas explosivas también contribuyen. Todas estas fuentes varían en la tasa de su contribución.

Los sedimentos se mueven a las partes más profundas de los océanos por gravedad, y los procesos en el océano son comparables a los de la tierra.

La ubicación tiene un gran impacto en los tipos de rocas de barro que se encuentran en los ambientes oceánicos. Por ejemplo, el río Apalachicola, que drena en los subtrópicos de los Estados Unidos, transporta entre un sesenta y un ochenta por ciento de lodo de caolinita, mientras que el Mississippi transporta solo entre un diez y un veinte por ciento de caolinita.

El ciclo de las rocas de barro

Podemos imaginar el comienzo de la vida de una roca de barro como sedimento en la cima de una montaña, que puede haber sido levantado por la tectónica de placas o impulsado al aire por un volcán. Este sedimento está expuesto a la lluvia, el viento y la gravedad, que golpea y rompe la roca por la meteorización. Los productos de la meteorización, incluidas partículas que van desde arcilla hasta limo, guijarros y cantos rodados, se transportan a la cuenca de abajo, donde pueden solidificarse en uno de sus muchos tipos de lutitas sedimentarias.

Eventualmente, la lutita se moverá kilómetros por debajo del subsuelo, donde la presión y la temperatura cocinarán la lutita en un gneis metamorfoseado. El gneis metamorfoseado volverá a salir a la superficie como roca de campo o como magma en un volcán, y todo el proceso comenzará de nuevo.

Propiedades importantes

Color

Las rocas de barro se forman en varios colores, que incluyen: rojo, morado, marrón, amarillo, verde y gris, e incluso negro. Los tonos de gris son más comunes en las rocas de barro, y los colores más oscuros de negro provienen de los carbones orgánicos. Las rocas de barro verde se forman en condiciones reductoras, donde la materia orgánica se descompone junto con el hierro férrico. También se pueden encontrar en ambientes marinos, donde las especies pelágicas o que flotan libremente se asientan fuera del agua y se descomponen en la roca de barro. Las rocas de barro rojo se forman cuando el hierro dentro de la roca de barro se oxida y, dependiendo de la intensidad del rojo, se puede determinar si la roca se ha oxidado por completo.

Fósiles

Los fósiles están bien conservados en formaciones de rocas de barro porque la roca de grano fino protege a los fósiles de la erosión, la disolución y otros procesos de erosión. Los fósiles son particularmente importantes para registrar ambientes pasados. Los paleontólogos pueden observar un área específica y determinar la salinidad, la profundidad del agua, la temperatura del agua, la turbidez del agua y las tasas de sedimentación con la ayuda del tipo y la abundancia de fósiles en la roca de barro.

Una de las formaciones de rocas de barro más famosas es Burgess Shale en el oeste de Canadá, que se formó durante el Cámbrico. En este sitio, las criaturas de cuerpo blando fueron preservadas, algunas en su totalidad, por la actividad del lodo en el mar. Los esqueletos sólidos son, por lo general, los únicos restos conservados de la vida antigua; sin embargo, Burgess Shale incluye partes duras del cuerpo como huesos, esqueletos, dientes y también partes blandas del cuerpo como músculos, branquias y sistemas digestivos. Burgess Shale es uno de los lugares de fósiles más importantes de la Tierra, que conserva innumerables especímenes de especies de 500 millones de años de antigüedad, y su conservación se debe a la protección de la roca de barro.

Otra formación digna de mención es la Formación Morrison. Esta área cubre 1.5 millones de millas cuadradas y se extiende desde Montana hasta Nuevo México en los Estados Unidos. Se considera uno de los cementerios de dinosaurios más importantes del mundo, y sus numerosos fósiles se pueden encontrar en museos de todo el mundo. Este sitio incluye fósiles de dinosaurios de algunas especies de dinosaurios, incluidos Allosaurus, Diplodocus, Stegosaurus y Brontosaurus. También hay peces pulmonados, moluscos de agua dulce, helechos y coníferas. Este depósito se formó por un clima tropical húmedo con lagos, pantanos y ríos, que depositaron lutitas. Inevitablemente, mudrock preservó innumerables especímenes del Jurásico tardío, hace aproximadamente 150 millones de años.

Petróleo y gas natural

Los mudrocks, especialmente el esquisto negro, son la fuente y los contenedores de valiosas fuentes de petróleo en todo el mundo. Dado que las rocas de lodo y el material orgánico requieren condiciones de agua tranquila para la deposición, las rocas de lodo son el recurso más probable para el petróleo. Las rocas de lodo tienen baja porosidad, son impermeables y, a menudo, si la roca de lodo no es pizarra negra, sigue siendo útil como sello para los yacimientos de petróleo y gas natural. En el caso del petróleo que se encuentra en un yacimiento, la roca que rodea el petróleo no es la roca generadora, mientras que el esquisto negro es una roca generadora.

Importancia

Como se señaló anteriormente, las rocas de barro constituyen el cincuenta por ciento del registro geológico sedimentario de la Tierra. Están muy extendidos en la Tierra y son importantes para varias industrias.

El esquisto metamorfoseado puede contener esmeraldas y oro, y las rocas de barro pueden albergar metales minerales como el plomo y el zinc. Las rocas de barro son importantes en la preservación del petróleo y el gas natural, debido a su baja porosidad, y los ingenieros las utilizan comúnmente para inhibir las fugas de fluidos nocivos de los vertederos.

Las areniscas y los carbonatos registran eventos de alta energía en nuestra historia y son mucho más fáciles de estudiar. Intercaladas entre los eventos de alta energía hay formaciones de rocas de barro que han registrado condiciones normales más tranquilas en la historia de nuestra Tierra. Son los eventos más tranquilos y normales de nuestra historia geológica los que aún no entendemos. Las areniscas proporcionan el panorama tectónico general y algunas indicaciones de la profundidad del agua; las rocas de barro registran el contenido de oxígeno, una abundancia y diversidad de fósiles generalmente más rica y una geoquímica mucho más informativa.

En reconocimiento de la importancia a veces no apreciada del lodo y las rocas de lodo para las ciencias de la tierra, la Sociedad Geológica de Londres nombró 2015 como el "Año del lodo".