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Propiedades de las Partículas Sedimentarias

Prof. Angel Mariño

Universidad de OrienteEscuela de Ciencias de la Tierra

Departamento de GeologíaAsignatura: Sedimentología

Código: 030-3464

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Forma de los granos (Particle Shape) Incluye tres aspectos relacionados: Forma, Redondez y textura de la superficie.

La Textura se refiere al tamaño y forma de los granos

TEXTURA

Textura Superficial

Redondez

Forma Tamaño Forma Redondez Esfericidad Escogimiento o Selección Textura superficial Fabrica Empaque Porosidad Permeabilidad

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TAMAÑO

El tamaño de las partículas es un atributo fundamental de las rocas sedimentarias siliciclásticas y por ende una de las propiedades descriptivas importantes.

La escala de medición mas usada es la de Udden-Wenworth, la cuál es una escala geométrica en la que cada valor es, o el doble del valor que la precede, o la mitad, dependiendo del sentido de dirección.

El tamaño de las partículas refleja:

1. Los tipos de rocas de las cuales proceden las partículas sedimentarias.2. Resistencia de las partículas a la meteorización y erosión. 3. Procesos de transporte y depositación. 4. Cualitativamente la distancia desde la fuente de origen al sitio del depósito

sedimentario.

ESCALA UDDEN-WENTWORTH (1922)

Escala del tamaño del grano de los sedimentos y sus correspondientes valores en la escala Phi de Udden-Wentworth (1922)

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FORMA

Se define de acuerdo a las características geométricas o la relación entre los ejes de un clasto.

Se realiza definiendo tres ejes en un clasto. El diámetro mayor (a), el diámetro intermedio (b) y el menor (c) que pueden ser perpendiculares entre sí y que pueden o no cortarse en un punto. (a = longitud, b = anchura y c = espesor).

ZING (1935)

Zingg (1935) establece, exclusivamente para gravas las siguientes relaciones entre ejes:

(Índice de aplanamiento) q = b/a

(Índice de achatamiento) p = c/b

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La Forma de las partículas ha sido usada para tratar de interpretar su historia de transporte. Esta depende de muchos factores como:

1. Forma de la partícula en la roca al ser liberada por los procesos de meteorización.

2. Composición y estructura química de las partículas, estas le van a conferir mayor o menor resistencia a los agentes de meteorización.

3. Dureza, fractura y clivaje de las partículas sedimentarias.

4. Tamaño de las partículas.

5. Agente de transporte (agua, viento, masas de hielo).

6. Distancia de transporte.

7. Energía del medio transporte.

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REDONDEZ

Se refiere al grado de angularidad que presentan aristas y vértices de un clasto.

Como medidas cuantitativas se han propuesto varias expresiones, pero la utilizada en clase es la de Wadell (1933). Generalmente estas mediciones se realizan sobre proyecciones (fotografía, dibujo, etc.).

Índices de redondez de Wadell (1933).

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REDONDEZ

Escala de comparaciónvisual de Powers (1953)Para redondez en arenas

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ESFERICIDAD

Se define como el grado en que un elemento clástico se aproxima en su forma a una esfera (Wadell, 1932), por lo tanto define el comportamiento dinámico de la partícula.

Específicamente el grado en que la forma de una partícula sedimentaria se acerca al de una esfera (Bates y Jackson, 1980).

Powers (1953)

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Experimentalmente se ha determinado que los índices de redondez se elevan más rápidamente que los de esfericidad en función del tiempo o distancia recorrida.

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ESCOGIMIENTO O SELECCIÓN

Es la propiedad que describe la variabilidad del tamaño de grano en una roca sedimentaria detrítica.

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Indica la relación y la distribución en cuanto al tamaño de grano

A mayor similitud en cuanto a los tamaños, mayor es el escogimiento

Un escogimiento moderado o pobre indica variación de los tamaños en la muestra

Es indicativo de una facies o ambiente sedimentario y depositacional y su capacidad para separar los granos de diferentes clases.

Los parámetros relacionados con el escogimiento son: Curtosis (K), Escogimiento (So) y Asimetría (Sk)

El escogimiento de una roca es una propiedad que condiciona fuertemente su porosidad, y por lo tanto su comportamiento frente a la circulación de cualquier fluido, ya sea agua, gas o petróleo.

ESCOGIMIENTO O SELECCIÓN

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El transporte realizado por el agua, viento y hielo glacial puede afectar significativamente la superficie de tales partículas.

TEXTURAS SUPERFICIALES

*Arrastre*Reptación *Rodadura

> peso

Se Genera en la Partícula

Tipo de Transporte

* Surcos

*Saltación

* Marcas en forma de V

*Suspensión*Flotación *Dilución

* No genera marcas

Intermedio

< peso

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TraslucidasOpacasEstriadasPulidas

CARACTERÍSTICAS SUPERFICIALES

• Son útiles para el estudio de los efectos de la erosión, transporte y el ambiente sedimentario.

• El agua o viento pueden producir una variedad de texturas reconocibles (impresiones, estrías, facetas, etc.)

Por ejemplo: Granos de cuarzo de dunas presentan una superficie opaca. Arenas fluviales o de playa tienen una apariencia brillante o pulida.

TEXTURAS SUPERFICIALES

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MADUREZ TEXTURAL

El grado de madurez textural refleja los procesos de transporte y sedimentación que sufren los clastos o partículas.

Grado de madurez textural de los sedimentos clásticos (modificado de Folk 1951)

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MADUREZ MINERALÓGICA

La madurez mineralógica es una medida del grado de meteorización que han sufrido los sedimentos. Está representada por la proporción de minerales resistentes respecto a la de los minerales alterados.

Serie de Goldich

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FÁBRICA

Es la orientación y empaquetado de los granos además de la naturaleza de los contactos entre ellos.

Es anisótropa cuando se verifica la existencia de orientación preferencial de los clastos.

Es isótropa cuando no se puede definir una orientación preferencial, es decir, aleatoria o al azar

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EMPAQUE

El empaquetamiento es una propiedad fundamental de la fábrica que tiene que ver con la densidad espacial de las partículas en el depósito sedimentario.

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Fábrica y contacto entre los granos

Contacto concavo /convexo

Contacto concavo /convexo

Contacto puntual

Contacto puntual

Contacto longitudinal

Contacto longitudinal

Contacto flotante

Contacto flotante

Contacto suturado o cementado

Contacto suturado o cementado

Contacto concavo /convexo

Contacto concavo /convexo

Los contactos pueden ser puntuales, suturados, cóncavos, convexos, lineales y flotantes. Ésta se debe a la cantidad de matriz que existe en el sedimento.

• Se relaciona, con la forma en que las corrientes depositan las partículas

• Las formas en que estos agregados son compactados por procesos químicos o físicos.

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IMBRICACIÓN

Una estructura común en los depósitos sedimentarios, evidente en gravas y conglomerados, es la imbricación. Consiste en una disposición traslapante o “en tejas” de los sucesivos clastos en el depósito, los que inclinan en dirección opuesta a la orientación del agente de transporte.

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POROSIDAD

Es la relación o fracción del volumen de poros o espacios vacios con respecto al volumen total de la roca. Y por lo general se la expresa como un porcentaje

100)(

100 xVt

VmVtx

Vt

Vp

Donde: Vp = Volumen poral = Volumen vacío Vt = Volumen total = Volumen brutoVm = Volumen de la matriz

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POROSIDAD

Según su origen y tiempo de depositación:

Porosidad Primaria: es aquella que se forma en el momento de la depositación de las partículas que conforman el sedimento y que varia en sentido decreciente con la compactación. Puede Ser:

a) Porosidad intergranular o entre partículas: Ésta se produce entre los granos de un sedimento, es típica de las areniscas. En la porosidad intergranular las gargantas porales se encuentran interconectadas unas con otras. 

b) Porosidad intragranular o intrapartícula: Ésta ocurre dentro de los mismos granos del sedimento. Ésta porosidad es típica en el recién posicionamiento de los esqueletos de la calizas. No es habitual que estos poros se conserven. Generalmente son rellenados durante el entierro a principios de la cementación.

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POROSIDAD

Según su origen y tiempo de depositación:

Porosidad Secundaria: La porosidad secundaria es causada por la acción de las aguas de formación (Formando cavidades de disolución o pequeñas cavernas) o de las fuerzas tectónicas (Causadas por redes de fracturas o fisuras) sobre la matriz de la roca después de la depositación. También se presenta por la disolución del material que rellena los moldes dejados por los organismos que vivieron en los sedimentos

Porosidad moldica

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Elementos texturales que inciden en la porosidad: granos (cuarzo en areniscas y fósiles en calizas), matriz (arcilla o micrita) y cemento (entre los granos y espacios porosos) (Méndez, 2006).

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POROSIDAD

Según la comunicación de sus poros:

Porosidad efectiva (Øe): es la relación entre el volumen de espacios porosos interconectados y el volumen total. Es la que interesa para las estimaciones de petróleo y gas en sitio.

100xVt

Vpc

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PERMEABILIDAD

Es la medida de la facilidad con que los fluidos se desplazan a través de los poros interconectados de una formación.

En términos de física de yacimiento, no es más que la capacidad de flujo del medio. La unidad de la Permeabilidad es el Darcy, la cual es muy grande, tanto así que es utilizada en milidarcy (mD). El símbolo de la permeabilidad es K.

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SISTEMA PETROLERO

Genera Yacimientos Petroleros

Roca Madre- Materia Orgánica

- P y T- HC

Vías de Migración

- Porosidad- Permeabilidad

Roca Almacén- Buena

Porosidad- Permeabilidad

Roca Sello- Impermeable

- Gran extensión