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Rocas Evaporíticas
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• Introducción
• Procesos de evaporación
• Medios y ambientes de depósito
• Clasificación
• Rocas sulfatado-cálcicas (yeso y anhidrita)
• Rocas halíticas
• Secuencias y distribución de facies evaporíticas
Índice
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sIntroducción (I)
• Evaporitas– Sedimentos químicos originados por concentración
evaporativa de aguas marinas o continentales.
• Principales minerales:– Sulfatos cálcicos (yeso y anhidrita)
– Halita.
• Hay otros muchos minerales evaporíticos menos abundantes.
• Depósitos evaporíticos actuales:– Aplicación al registro geológico.
– PERO: no existen análogos actuales para los “GIGANTES SALINOS”
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sMinerales evaporíticos
CaSO4·Na2SO4GlauberitaMgSO4·H2OKieserita
Na2CO3CaCO3·5H2OGaylusitaK2MgCa2(SO4)4·2H2OPolihalita
NaSO4·MgSO4 ·4H2OBloeditaCaSO4·2H2OYeso
Na2SO4TenarditaCaSO4Anhidrita
Na2SO4·10H2OMirabilitaKMgClSO4·3H2OKainita
Na2CO3·NaHCO3· 2H2OTronaKMgCl3·6H2OCarnalita
MgSO4·7H2OEpsomitaKClSilvina
Halita, yeso, anhidritaNaClHalita
Minerales evaporíticos no marinos
Minerales evaporíticos marinos
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sGigantes salinos
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sIntroducción (II)
• Importancia:– Económica: usos industriales (piedra ornamental,
jabones, lejías, fundentes, etc.)
• Rocas de “cierre” en campos petrolíferos
– Geológica: reconstrucciones paleogeográficas y paleoclimáticas.
• Estudio de la génesis de evaporitas facilitado por:– Procesos de evaporación y precipitación salina en medios
actuales.
– Experimentos de laboratorio (Aproximación clásica, S. XIX).
– Modelos geoquímicos de cálculo.
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sProcesos de evaporación (I)
• La evaporación de un agua provoca la concentración de los elementos disueltos y la precipitación “ordenada” de distintas fases minerales: medios marinos y continentales.
• Experimentos de USIGLIO (S. XIX):
– Estudio de la secuencia de precipitación mineral a partir de la evaporación de agua marina:
Sales de K y Mg
1.257
Halita
1/101.2133
Yeso
1/61.1264
Calcita
1/21.05
MINERALESVOLUMENDENSIDAD
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sExperimentos de Usiglio
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sProcesos de evaporación (II)
• La evaporación en medios continentales puede producir secuencias y fases minerales distintas:– La pauta de evaporación y la secuencia (minerales) de
precipitación depende de la composición inicial del agua.
– Por ello existen minerales típicos de medios continentales y de medios marinos
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sSecuencias de evaporación
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sMinerales evaporíticos
CaSO4·Na2SO4GlauberitaMgSO4·H2OKieserita
Na2CO3CaCO3·5H2OGaylusitaK2MgCa2(SO4)4·2H2OPolihalita
NaSO4·MgSO4 ·4H2OBloeditaCaSO4·2H2OYeso
NaSO4TenarditaCaSO4Anhidrita
Na2SO4·10H2OMirabilitaKMgClSO4·3H2OKainita
Na2CO3·NaHCO3· 2H2OTronaKMgCl3·6H2OCarnalita
MgSO4·7H2OEpsomitaKClSilvina
Halita, yeso, anhidritaNaClHalita
Minerales evaporíticos no marinos
Minerales evaporíticos marinos
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sMedios y ambientes de depósito
• Los sedimentos evaporíticos pueden aparecer:
– Como secuencias de más de 1 km de potencia y extensiones de cientos a miles de km2 (Gigantes Salinos).
– Interdigitados o alternando con sedimentos no evaporíticos.
Evaporitasmarinas
• Los medios de depósito corresponden a:
– Grandes cuencas marinas, con barreras: sin análogos actuales.
– Zonas costeras supramareales-intermareales: Sebjas (Sabkhas).
– Zonas de lagoon
– Cuencas intercontinentales, con aportes marinos ocasionales.
– Cuencas continentales endorreicas (lagos, playa-lakes)
Evaporitascontinen-
tales
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sZonas de Lagoon
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sCuencas endorreicas
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sCuencas endorreicas
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sCuencas endorreicas
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sMedios y ambientes de depósito
• En estos medios la precipitación evaporítica puede producirse en:
– Ambientes subacuosos:
• Interfase agua-sedimento: bajo lámina de agua, a muy distintas escalas.
• Interfase agua-aire: halita.
– Ambiente subaéreo:
• En el sedimento no consolidado (medio vadoso).
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sAmbientes
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sClasificación
• Genética:
– Definida por el componente mineralógico más abundante.
• Subdivisiones:
– Criterios texturales y estructurales.
• Indicadores del medio de depósito.
• PERO: la preservación de texturas originales es PROBLEMÁTICA.
• Tipos fundamentales:
– Rocas sulfatadas-cálcicas (yeso y anhidrita).
– Halititas (halita).
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sRocas sulfatado-cálcicas
• Formación de los sulfatos cálcicos:– En la superficie, sinsedimentariamente (ambiente subacuoso)
o en la diagénesis temprana (ambiente subaéreo), con texturas y estructuras primarias características.
• Pero:– Durante el enterramiento el yeso se deshidrata y pasa a
anhidrita).
– Durante el levantamiento (epidiagénesis) la anhidrita se hidrata y pasa de nuevo a yeso.
• Consecuencias de estas transformaciones:– Las texturas primarias se suelen destruir (aunque pueden
conservarse las estructuras).
– Hay que distinguir:• Yeso o anhidrita primarios: precipitación química a partir de un
agua.
• Yeso secundario: hidratación de anhidrita o recristalización de yeso primario.
• Anhidrita secundaria: deshidratación de yeso
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sCiclo de las rocas sulfatado-cálcicas
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sRocas sulfatado-cálcicas (II): texturas primarias• YESO:
–YESO LENTICULAR:
• Cristales en forma de lente biconvexa que crecen desplazando el sedimento.
• Pueden presentar inclusiones del material encajante.
• Aparecen aislados o agrupados en “roseta” o en “nódulos” (estructura).
• Típico de ambiente subaéreo (vadoso).
• Génesis asociada a bombeo capilar en medio vadoso.
• Puede observarse como PSEUDOMORFO
–YESO SELENÍTICO
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sYeso lenticular
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sYeso lenticular
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sYeso lenticular (génesis)
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sYeso lenticular (pseudomorfos)
Yeso lenticular pseudomorfizado por calcita
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sRocas sulfatado-cálcicas (III): texturas primarias
• YESO: (continuación)
–YESO SELENÍTICO
• Cristales de desarrollo vertical que crecen en la interfase sedimento-agua compitiendo por el espacio.
• Presentan morfologías prismáticas, alargadas, con macla en espina.
• Dimensiones variables (mm, tipo cesped, hasta 7 m).
• En medios someros o profundos.
• Se agrupan en LÁMINAS (estructura).
• ANHIDRITA
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sYeso selenítico
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sYeso selenítico
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sRocas sulfatado-cálcicas (IV): texturas primarias
• ANHIDRITA:
–En medios modernos sólo se genera en ambientes subaéreos (vadoso) y en condiciones de aridez extremas (aguas de 7 a 10 veces más concentradas que el agua de mar).
–Génesis (en estructuras nodulares):
• Crecimiento primario de cristales aciculares (L/A > 6): fábricas radiales entrecruzadas.
• Competencia, fractura, recristalización.
• Cristales prismáticos.
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sAnhidrita
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sAnhidrita
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sAnhidrita
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sRocas sulfatado-cálcicas (V): estructuras primarias
• Principales estructuras:
–LAMINAR
–NODULAR
–Otras: pegmatítica, masiva, detrítica.
• Estructura Laminar:
–VÁRVICA:
• Alternancia de capas de sulfato (yeso o anhidrita) con capas de carbonato (dolomita).
• Contactos netos, rectos, paralelos.
• Continuidad lateral: decenas a centenares de kilómetros.
• Gigantes salinos.
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sEstructura Várvica
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sRocas sulfatado-cálcicas (VI): estructuras primarias•Estructura Laminar: (continuación)
–CLÁSTICA:
• Láminas con caracteres de sedimentación detrítica (ripples, estratificación cruzada, etc.).
• Mayor potencia en las láminas que la estructura várvica.
• Menor continuidad lateral.
–ALGAL:
• Sulfatos asociados a sedimentos laminados algales (estromatolitos).
• Se producen por:
– Precipitación directa de yeso sobre el tapiz. Origen sinsedimentarios.
– Crecimiento desplazante de yeso (lenticular). Origen diagenético temprano.
– Reemplazamiento de carbonatos por yeso o anhidrita. Origen diagenético tardío.
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sRocas sulfatado-cálcicas (VII): estructuras primarias
• Estructura Nodular:
–Característica de la anhidrita primaria.
–Pueden aparecer aislados o formar potentes capas de nódulos coalescentes.
–Tamaños desde milímetros a varios metros.
–Pueden formar “agrupaciones” de nódulos coalescentes: Estructura en “turrón” (chicken – wire).
–Pueden generar “replegamientos”: Estructura enterolítica o ptigmática.
–Los nódulos también pueden ser originalmente de yeso.
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sEstructura “en turrón”
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sEstructura enterolítica
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sEstructura enterolítica
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sEstructuras nodulares
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sEstructuras nodulares
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sRocas sulfatado-cálcicas (VIII): estructuras primarias
• Estructura Pegmatítica o selenítica:
–Formada por yeso selenítico como cristales aislados, agregados o capas contínuas (láminas).
–Cristales elongados en la vertical, con maclas en punta de lanza.
• Estructura detrítica (gipsarenitas):
–Rocas detríticas constituidas por clastos de yeso (con contenidos variables de otros componentes).
–Transporte de yeso: corto y en aguas saturadas en ese mineral).
–Estructuras típicas de sedimentación detrítica (gradación, estratificación cruzada, etc.).
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sYeso selenítico
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sYeso selenítico
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sRocas sulfatado-cálcicas (IX): yeso-anhidrita secundarios
• Durante el enterramiento:
–El yeso primario se deshidrata ⇒ Anhidrita secundaria.
–La anhidrita primaria es estable.
• En la epidiagénesis:
–La anhidrita primaria o secundaria se hidrata ⇒ Yeso secundario.
• Este ciclo destruye las texturas primarias (aunque pueden preservarse las estructuras):
–A veces quedan “rastros” de las texturas primarias.
–Pero normalmente son destruidas y reemplazadas por las texturas características del yeso secundario.
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sCiclo de las rocas sulfatado-cálcicas
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sRastros de texturas primarias
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sRocas sulfatado-cálcicas (X): yeso-anhidrita secundarios
• Texturas secundarias asociadas al proceso de hidratación:
–Dependen de la velocidad (grado de desequilibrio) del proceso:
• Yeso ALABASTRINO.
• Yeso PORFIDOBLÁSTICO.
• Yeso MEGACRISTALINO.
–Otras asociadas al exceso de volumen que acompaña a la hidratación:
• Fracturación hidráulica y soluciones sobresaturas: Yeso FIBROSO en venas.
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sVelocidad del proceso
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sYeso CENU
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sCenu y Alabastrino
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sYeso fibroso
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sHalititas
• El mecanismo (evaporación) y ambientes de precipitación de halita son similares a los de las rocas sulfatadas-cálcicas.
• También muestran texturas y estructuras primarias típicas de los ambientes de formación.
• La conservación de esos rasgos primarios:– Está favorecida por la ausencia de reacciones de
hidratación-deshidratación.
– Está desfavorecida por su mayor solubilidad.
• Texturalmente se distingue:– Halita turbia: con gran cantidad de impurezas (chevron y
tolva).
– Halita clara: cristales limpios, rellenando huecos (cementación).
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sTexturas
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sHalititas. Ambiente subacuoso
• La halita precipita en:
– La interfase agua-sedimento (bajo lámina de agua): HALITA CHEVRON.
• Cristales alargados, con morfología en espina.
• Crecimiento competitivo en el fondo.
• Constituye la estructura laminada.
– La interfase agua-aire: “BALSAS”.
• Las “balsas” se hunden y continúan su crecimiento bajo lámina de agua.
• Participan en la laminación con la halita chevron.
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sHalita Chevron
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sHalita (estructura laminada)
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sHalita (“balsas”)
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sHalititas. Ambiente subaéreo
• De forma análoga a los sulfatos, la halita puede crecer en el sedimento, desplazándolo.– Cristales cúbicos zonados.
– Desarrollo de cristales “tolva” con una morfología característica.
• El desarrollo de halita en tolva puede dar lugar a:– Cristales aislados.
– Agregados de cristales.
• No obstante, su preservación durante la diagénesis es difícil:– Elevada solubilidad.
– Pseudomorfos.
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sHalita. Cristales cúbicos zonados
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sHalita. Cristales tolva
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sHalita. Agregados de cristales
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sHalita. Pseudomorfos
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sHalita. Pseudomorfos
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sSecuencias evaporíticas (I)
• Los depósitos evaporíticos suelen ser cíclicos o repetitivos:– En medios restringidos (sebjas, lagos salinos): como
capas de yeso-anhidrita (y halita) intercalados con carbonatos y margas.
– En grandes cuencas: series potentes constituidas por varias secuencias de sales progresivamente más solubles a techo.
• En grandes cuencas intracratónicas (gigantes salinos):– Es necesaria la presencia de una barrera que condicione
los efectos de las variaciones eustáticas.
– La secuencia típica: de sedimentos marinos (en la base) a sales potásicas (en el techo).
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sGigantes salinos
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sSecuencia típica
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sSecuencias evaporíticas (II)
• En medios restringidos. Ejemplos:
– Secuencia de Sebja:
• Progradación hacia medios submareales.
– Secuencia de Lagoon:
• Yeso laminar → Yeso nodular (frecuente en el Muschelkalk y en el Keuper).
• Yeso selenítico → Carbonatos supramareales.
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sSecuencia de SEBJA
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sSecuencia de LAGOON
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sDistribución de facies evaporíticas
• Depende de que la cuenca sea “cerrada” o de que exista un aporte (conexión) permanente con renovación de aguas.
• En cuencas cerradas:
– Modelo concéntrico (“Bullseye Pattern”).
– Sales menos solubles en los bordes y las más solubles en el centro.
• En cuencas con “conexión”:
– Modelo de Lágrima (“Tear-drop Pattern”).
– Sales menos solubles (carbonatos) próximas a la conexión y las más solubles en la parte más lejana.
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sCuencas cerradas
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sCuencas cerradas
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sCuencas con conexión
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sCuencas con conexión
