Diagénesis - Visit UPRM Geol

Diagénesis - Intro
Lecturas:
Scoffin : Chapters 1 and 2
Tucker & Wright : Chapters 1.5 - 1.9
7.1 - 7.2
Diagénesis
DEFINICÓN: Procesos de alteración que ocurren luego de la
deposición de los carbonatos
Sedimentos de carbonatos consisten mayormente de:
– Aragonita
– High-Mg calcite
– Low-Mg calcite
A menos que estén dolomitizados la mayoría de los
sedimentos de carbonatos antiguos se componen de low-Mg
calcite
En rocas antiguas la mayoría de los cementos presentes han
sido precipitados por aguas meteóricas cerca de la
superficie o por fluidos basinales en áreas profundas bajo la
superficie.
Estudios en Diagénesis
1. Identifican la mineralogía original de los cementos
presentes
2. Determinan como se relaciona esta mineralogía a
las rocas y los fluidos originales
3. Determinan las características de los fluidos y el
ambiente en que ocurrió la diagénesis
4. Determinar el tiempo relativo en que ocurrió la
alteración
Estudios en Diagénesis
ENVUELVEN:
1. Petrografía
Estudios en Diagénesis
ENVUELVEN:
2. Cathodoluminiscencia (CL)
Estudios en Diagénesis
ENVUELVEN:
3. Scaning electron microscopy (SEM)
Estudios en Diagénesis
ENVUELVEN:
4. Análisis geoquímicos:
-isótopos
-elementos traza
Diagénesis;
Procesos Importantes (6)
1. Cementación :
Ocurre al haber saturación o supersaturación
Ocurre cuando factores kineticos no inhiben
la precipitación
Aragonita, high-Mg calcite, low-Mg calcite y
dolomita son los cementos comunes y
presentan morfologías variadas
Diagénesis;
Procesos Importantes (6)
1. Cementación :
Mineralogía y composición de cementos depende del
fluido en los poros. (Mayormente en razón de Mg/Ca
y dependiendo si los fluidos son marinos, meteóricos
o basinales)
Fabricas y morfologías de los cementos son fáciles
de identificar y útiles en la mayoría de los casos
pero hay excepciones
Diagénesis;
Procesos Importantes (6)
1. Cementación :
Ejemplo de herramientas para distinguir entre cementos:
Equant drusy calcite spar se deposita en ambientes
meteóricos y ambientes de enterramiento profundo
(misma morfología).
Como los distingo?
En ambientes de enterramiento profundo cementos
tienen mas Fe como elemento traza (al teñirlos
presentan diferentes diferentes colores).
Diagénesis;
Procesos Importantes (6)
2. Micritización (microbial)
algas endolíticas
hongos
bacterias
Todos estos perforan los bioclastos llenándose las perforaciones
con sedimento fino o cemento.
El resultado final es granos completamente micritizados en los
cuales la estructura esqueletal es muy difícil de reconocer.
Diagénesis;
Procesos Importantes (6)
3. Neomorfismo
Recristalización con cambios en mineralogía
Por que no usar el termino recristalización entonces ?
– recrislatización se debe aplicar estrictamente a cambios en el
tamaño del cristal SIN CAMBIOS EN MINERALOGÍA
Envuelve fluidos y no ocurre normalmente en áreas sin éstos
El proceso causa un aumento en el tamaño de los cristales
produciendo microsparita, lentes, laminas y estratificaciones de
carbonato de calcio
Un proceso neomorfico común es la calcitización donde granos y
cementos aragoníticos (dolomíticos) que son reemplazados a
calcita
Diagénesis;
Procesos Importantes (6)
4. Disolusión
Sedimentos, cementos y rocas ya litificadas pueden
sufrir disolución de carbonatos a pequeña o gran
escala cuando los fluidos están bajo-saturados con
respecto a CaC03
Diagénesis;
Procesos Importantes (6)
5. Compactación
(incluyendo solución por presión)
Al aplicar presión debido al peso del enterramiento los granos se
fracturan y la porosidad disminuye debido a la compresión.
A. Compactación mecánica
– Al aumentan la presiones aún mas los granos se empiezan a disolver
en los puntos de contacto produciendo suturas (stylolites y
dissolution seams)
B. Compactación química
– La compactación química en carbonatos comienza alrededor de los
300 metros
Diagénesis;
Procesos Importantes (6)
6.Dolomitización
Afecta 30-40% de las rocas calizas
Son importantes desde el punto de vista tanto
económicos como científicos
Serán discutidas mas adelante en detalle
Controles en Diagénesis
1. composición y mineralogía de los sedimentos
2. química del fluido presente en los poros
3. razón de flujo del fluido en los poros
4. historia geológica del área
– Enterramiento
– Levantamiento
– cambios en el nivel del mar
Controles en Diagénesis
5. influencias externas en los fluidos presentes
6. clima
Variaciones en patrones diagenéticos son muy grandes
No solo hay variaciones entre diferentes formaciones
sino también ocurren altas variaciones laterales tanto
como verticales dentro de las mismas formaciones de
rocas
Agentes Diagenéticos
1. Marino
– incluye el suelo marino, planicies de marea y
playas
– procesos envueltos dependen de
• rofundidad
• latitud
• clima
Agentes Diagenéticos
2. Meteórico
los sedimentos son afectados rápidamente luego de la
deposición
envuelve mayormente disolución, y producción de carso y
caliche
No esta confinada a áreas
cerca de la superficie ya
que depende de cuan
profunda llegue el agua
dependiendo de el
gradiente hidráulico
Agentes Diagenéticos
3. Zona de mezcla entre aguas marinas y meteóricas
La geometría de éste ambiente varía dependiendo de:
A. gradiente hidráulico
B. porosidad-permeabilidad
C. tipo de acuífero (confinado / no confinado)
D. fluctuaciones climáticas (anual - cambio de estaciones ó
a mayor escala)
E. nivel del mar
Dolomitización ocurre
comúnmente en este
ambiente
Agentes Diagenéticos
4. Ambiente de enterramiento (Burial)
La mayoría de las rocas antiguas han sido afectadas por
éstos ambientes
Altas presiones y temperaturas
Composiciones de los fluidos presentes son muy diferentes
a composiciones marinas y freáticas
Composiciones usualmente aguas hipersalinas con altas
concentraciones de Fe y Mn
Dolomitización ocurre
comúnmente en este
ambiente
Agentes Diagenéticos
4. Ambiente de enterramiento (Burial)
Bajas porosidades-permeabilidades retardan los procesos
diagenéticos (poco flujo)
Ambiente ideal para la dolomitización debido a las altas
temperaturas y presiones
Los diferentes ambientes diagenéticos cambian lateral y
verticalmente entre si
Dolomitización ocurre
comúnmente en este
ambiente
Agentes Diagenéticos
4. Ambiente de enterramiento (Burial)
Las secuencias de eventos diagenéticos se pueden
determinar con análisis petrográficos y geoquímicos
Estas interpretaciones ayudan grandemente a determinar
la historia geológica de áreas específicas
Dolomitización ocurre
comúnmente en este
ambiente
Zona Vadosa
vs.
Zona Freática
Ambientes Diagenéticos
Zona vadosa – aire en
los poros (sobre el nivel
freático)
Zona freática – fluido en
los poros (bajo el nivel
freático)
Nivel Freático – que
divide la zona vadosa de
la freática