Estratigrafía y Geología Histórica

Estratigrafía y Geología Histórica
Valencia, 9 de marzo de 2016 D. Juan A. Botella Torres Departamento de Ingenieria del Terreno

Índice DEFINICIÓN DE ESTRATIGRAFÍA PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA OBJETIVOS DE LA ESTRATIGRAFÍA REGISTRO DE LA ESTRATIFICACIÓN Y SERIES ESTRATIGRÁFICAS. SECCIONES ESTRATIGRÁFICAS Tabla Cronoestratigráfica Internacional LA NATURALEZA DEL REGISTRO ESTRATIGRÁFICO DISCONTINUIDADES ESTRATIGRÁFICAS MEDIOS SEDIMENTARIOS CAMBIOS DEL NIVEL DEL MAR TRASGRESIONES Y REGRESIONES ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS DATACIÓN POR FÓSILES FÓSILES GUÍA O CARACTERÍSTICOS

DEFINICIÓN DE ESTRATIGRAFÍA Etimológicamente la palabra estratigrafía viene del latín y del griego, y significa descripción de estratos: Stratus = extendido, lecho o cama, y grafía= describir. El término fue introducido por d’Orbigny a mediados del siglo XIX para aludir a la “ciencia que trata de la descripción de las rocas estratificadas”. Anteriormente Smith había usado el término estratigráfico en calidad de adjetivo. Alcide d'Orbigny Estratigrafía y Geología Histórica

DEFINICIÓN DE ESTRATIGRAFÍA La definición de la Subcomisión Internacional de Estratigrafía y Terminología (1961) dice: es el “estudio de los estratos y sus relaciones (no sólo relaciones de edad), y sus fines incluyen no sólo el conocimiento de la historia que registran, sino otros muchos tipos de conocimientos, incluyendo los de valor económico” Es una rama, línea o especialidad de la Geología que estudia la disposición y características de las rocas estratificadas, determinando la sucesión cronológica y la edad relativa de los estratos. En definitiva es una rama, o especialidad de la Geología que estudia la disposición y características de las rocas estratificadas, determinando la sucesión cronológica y la edad relativa de los estratos. Estratigrafía y Geología Histórica

DEFINICIÓN DE ESTRATIGRAFÍA ESTRATIGRAFÍA : “ Ciencia geológica que trata del estudio e interpretación de todos los procesos registrados en las rocas sedimentarias con el fin de conocer la naturaleza, origen y disposición de las rocas estratificadas, la correlación y la ordenación temporal, tanto de materiales como procesos“. SEDIMENTOLOGÍA : “ Estudio de los ambientes sedimentarios actuales, los procesos que actúan en los mismos y las características de los sedimentos en su secuencia natural, para compararlos con las secuencias antiguas y poder llegar a una interpretación paleoambiental”. ESTRATIGRAFÍA+ SEDIMENTOLOGIA = GEOLOGÍA SEDIMENTARIA Estratigrafía y Geología Histórica

DEFINICIÓN DE ESTRATIGRAFÍA GEOLOGÍA SEDIMENTARIA: “Rama de la Geología que trata del estudio de la naturaleza, origen y distribución temporal y espacial de los materiales sedimentarios y de los procesos que representan, con el objetivo último de reconstruir la historia de la Tierra”. Estratigrafía y Geología Histórica

DEFINICIÓN DE ESTRATO Nivel de roca o sedimento que es más o menos distinguible de forma visual o física, separado de los niveles superior e inferior por superficies denominadas superficies de estratificación. Es una unidad de sedimentación que se ha depositado bajo condiciones físicas constantes. Es una unidad de sedimentación que se ha depositado bajo el mismo suceso sedimentario. Es un nivel simple de litología homogénea o gradacional, depositado de forma paralela a la inclinación original de la formación. Está separado de los estratos adyacentes por superficies de erosión, no sedimentación o cambio brusco de carácter (litología). Masa mineral (rocosa o sedimentaria) en forma de capa (tabloide), de espesor aproximadamente uniforme que constituye o conforma los terrenos sedimentarios. Capa de roca o de sedimento limitada por superficies horizontales (techo y muro) con continuidad lateral y que equivalen a un único evento de depósito Estratigrafía y Geología Histórica

DEFINICIÓN DE ESTRATIFICACIÓN Disposición de los sedimentos o de las rocas sedimentarias en capas (estratos). El estudio de un estrato viene determinado por los siguientes factores: 1. Límites del estrato (inferior y superior) 2. Espesor y forma del estrato 3. Textura y estructura del estrato Definiciones Superficies de estratificación (también denominados planos de estratificación). Son superficies que limitan los estratos y se producen principalmente durante el período de interrupción de la sedimentación, cuya duración puede ser muy variable, o por un cambio brusco en las condiciones de depósito. Muro: límite inferior del estrato. Techo: límite superior del estrato. El espesor o potencia de un estrato es una magnitud cuantitativa m, y por ello no debe expresarse en términos imprecisos como grueso, muy grueso, delgado, sino de forma numérica: 10 cm, 1 m, etc. Se entiende como espesor de un estrato, la distancia entre las dos superficies de estratificación limitantes, medida perpendicularmente a ellas. Estratigrafía y Geología Histórica

EJEMPLO DE ESTRATO Flysch (turbidita) de los Cárpatos en Komańcza (Polonia). Estratigrafía y Geología Histórica

EJEMPLOS DE ESTRATOS Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA 1.-Principio de la horizontalidad original y continuidad lateral de los estratos 2.-Principio de la superposición de estratos 3.-Principio del actualismo o uniformismo 4.-Principio de la sucesión faunística 5.-Principio de la simultaneidad de procesos Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio de la horizontalidad original y continuidad lateral de los estratos Enunciado por STENO en1669 y dice : “ los estratos en el momento de su sedimentación son horizontales y paralelos a la superficie de depósito (horizontalidad original) y quedan delimitados por dos planos que muestran continuidad lateral ”. En la actualidad se sabe que hay excepciones a este principio en las que los estratos se disponen paralelos a la superficie de depósito o de deposición, pero no necesariamente son horizontales, sino que pueden tener una ligera inclinación original. Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Niels Stensen Steno (Dinamarca, ) glossopetrae: dientes de tiburón fósiles Prodromo (1669) Pero el personaje más interesante de este siglo XVII , considerado por muchos como el verdadero fundador de la geología es Niels Stensen ( ), más conocido por Steno, danés de origen pero que ejercía de médico en Florencia. En otoño de 1666, llegó a sus manos la cabeza de un gigantesco tiburón que había sido pescado en las costas de Toscana. Tras un breve estudio de las partes blandas, pudo examinar con más detenimiento los dientes y fue este examen lo que le llevó a pensar en el antiguo problema de las glossopetrae, haciéndole pensar que podía argumentar de forma convincente el origen orgánico de esos y otros cuerpos fósiles. Sus conclusiones fueron presentadas en En ellas, Steno sigue, de forma ejemplar el método científico galileano de observación-inferencia-conclusión, para demostrar que las glossopetrae eran de verdad dientes de tiburón, que no se pudieron formar in situ en el interior de la roca sino que fueron enterrados en un sedimento lentamente acumulado en el agua. Tras la publicación de este corto ensayo Steno siguió trabajando sobre los mismos temas y fundamentalmente sobre los yacimientos de fósiles y la estructura e historia geológica general de la región de Toscana. En 1669 publicó sus conclusiones en el famoso Prodromo, un pequeño libro que debía servir como preliminar de una obra mucho más vasta pero que nunca pasó de ser un proyecto. En una primera parte, Steno compara los fósiles con los cristales que se habían formado in situ en el interior de la tierra. Analizó las diversas formas de cristales de cuarzo y piritas en términos de su crecimiento por acreción de partículas precipitadas en los fluidos circundantes, y llegó a la conclusión de que esos cristales aparecidos en la naturaleza no diferían de modo esencial de los conocidos experimentalmente en el laboratorio. Por otro lado, las formas variadas de las conchas de moluscos eran debidas a un modelo de acreción significativamente diferente -siguiendo los bordes de las conchas- y, evidentemente, debían su crecimiento a las actividades vitales de los animales a los que protegían. En este sentido, las conchas fósiles eran lo mismo que las conchas de los moluscos vivientes. Las diferencias residuales entre las conchas fósiles y las vivientes podía Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Niels Stensen Steno (Dinamarca, ) Pero el personaje más interesante de este siglo XVII , considerado por muchos como el verdadero fundador de la geología es Niels Stensen ( ), más conocido por Steno, danés de origen pero que ejercía de médico en Florencia. En otoño de 1666, llegó a sus manos la cabeza de un gigantesco tiburón que había sido pescado en las costas de Toscana. Tras un breve estudio de las partes blandas, pudo examinar con más detenimiento los dientes y fue este examen lo que le llevó a pensar en el antiguo problema de las glossopetrae, haciéndole pensar que podía argumentar de forma convincente el origen orgánico de esos y otros cuerpos fósiles. Sus conclusiones fueron presentadas en En ellas, Steno sigue, de forma ejemplar el método científico galileano de observación-inferencia-conclusión, para demostrar que las glossopetrae eran de verdad dientes de tiburón, que no se pudieron formar in situ en el interior de la roca sino que fueron enterrados en un sedimento lentamente acumulado en el agua. Tras la publicación de este corto ensayo Steno siguió trabajando sobre los mismos temas y fundamentalmente sobre los yacimientos de fósiles y la estructura e historia geológica general de la región de Toscana. En 1669 publicó sus conclusiones en el famoso Prodromo, un pequeño libro que debía servir como preliminar de una obra mucho más vasta pero que nunca pasó de ser un proyecto. En una primera parte, Steno compara los fósiles con los cristales que se habían formado in situ en el interior de la tierra. Analizó las diversas formas de cristales de cuarzo y piritas en términos de su crecimiento por acreción de partículas precipitadas en los fluidos circundantes, y llegó a la conclusión de que esos cristales aparecidos en la naturaleza no diferían de modo esencial de los conocidos experimentalmente en el laboratorio. Por otro lado, las formas variadas de las conchas de moluscos eran debidas a un modelo de acreción significativamente diferente -siguiendo los bordes de las conchas- y, evidentemente, debían su crecimiento a las actividades vitales de los animales a los que protegían. En este sentido, las conchas fósiles eran lo mismo que las conchas de los moluscos vivientes. Las diferencias residuales entre las conchas fósiles y las vivientes podía Niels Stensen (Nicolaus Stenonius) En la ortografía española «Esteno» De solido intra solidum naturaliter contento dissertationis prodromus (1669, Florencia; duodécima edición, Leyde, 1679) Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio de la horizontalidad original y continuidad lateral de los estratos Estratos arenoso–arcillosos en los que se pueden ver unas superficies de estratificación muy netas en Quebrada de las Conchas, Salta, Argentina Un estrato es una capa más o menos espesa de sedimentos acumulados durante un espacio de tiempo continuo. Esta delimitado por una base o muro y un techo y se identifica por sus diferencias con las capas colindantes. El espesor también se denomina potencia Los materiales se ordenan cronológicamente en una columna estratigráfica, indicando los tipos de roca, los fósiles, las estructuras… Es engañoso mirar los estratos en término de tiempo, porque un espesor importante puede corresponder a un acontecimiento sedimentario potente pero muy corto, y a la inversa, una capa delgada puede indicar un período muy largo de sedimentación lenta Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio de la horizontalidad original y continuidad lateral de los estratos Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio de la horizontalidad original y continuidad lateral de los estratos Las superficies que limitan un estrato reciben el nombre de planos de estratificación y tanto en la base como el muro es muy frecuente la aparición de estructuras sedimentarias, que serán de gran importancia a la hora de establecer la polaridad de los estratos (ver más adelante) Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio de la horizontalidad original y continuidad lateral de los estratos Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio de la horizontalidad original y continuidad lateral de los estratos Los estratos se han originado de forma horizontal Fuerzas tectónicas han provocado la inclinación de los estratos Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio de la horizontalidad original y continuidad lateral de los estratos Cada estrato tiene la misma edad en toda su extensión Se ha formado al mismo tiempo en toda la cuenca sedimentaria, aunque debido a la erosión no se mantenga aparentemente la continuidad. Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio de la horizontalidad original y continuidad lateral de los estratos Continuidad lateral de los estratos Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio de la superposición de estratos Fue planteado por STENO (1669) y desarrollado por LEHMANN ( ) para levantar las primeras series estratigráficas y difundido y generalizado por HUTTON (1788), establece que: “ en una sucesión de estratos los situados más bajos son los más antiguos y los más altos los más modernos”. Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio de la superposición de estratos Estratos más recientes En una serie estratigráfica los estratos más antiguos se localizan en la parte inferior de la serie. Los más modernos en la parte superior. Distintos procesos geológicos (pliegues, fallas, mantos de corrimiento …) pueden alterar esa disposición original. Estratos más antiguos Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio de la superposición de estratos Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio de la superposición de estratos Disposición original de los estratos Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio de la superposición de estratos Alteración de la disposición original de los estratos Superposición Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio de la superposición de estratos Superposición Alteración de la disposición original de los estratos Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio de la superposición de estratos Alteraciones en la disposición vertical de los estratos Estrato más antiguo Estrato más antiguo Estrato más moderno Estrato más moderno Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio del actualismo o uniformismo Enunciado por HUTTON (1788) y desarrollado por LYELL (1830) dice: “ ..los procesos que han tenido lugar a lo largo de la historia de la Tierra han sido uniformes (uniformismo) y semejantes a los actuales (actualismo)”. Charles Lyell ( ) Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio del actualismo o uniformismo El concepto de Hutton es el de un cambio gradual mediante causas físicas, pero fueron Playfair y Charles Lyell ( ) quienes ordenaron y dieron claridad a todas las observaciones que pudo reunir en apoyo a la doctrina que dice: "El presente es la clave o llave del pasado", es decir, las condiciones (leyes físicas y procesos naturales) que originaron los fenómenos geológicos antiguos prevalecen hoy en día. Esta afirmación debe aplicarse a las leyes físicas y biológicas que producen los cambios. En otras palabras el principio dice: los procesos que han tenido lugar a lo largo de la historia de la Tierra han sido uniformes (uniformismo) y semejantes a los actuales (actualismo). Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio del actualismo o uniformismo Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio del actualismo o uniformismo Otro ejemplo con otro tipo de rizaduras, en este caso originadas por el viento; diferenciarlas de las anteriores, dependerá de estudios más detallados Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio del actualismo o uniformismo Las rizaduras de las rocas indican que esta se formó a partir de sedimentos en aguas poco profundas, al igual que se forman en la playa hoy en día rizaduras similares en la arena, y por la misma causa, el movimiento de las olas. Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio del actualismo o uniformismo Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio del actualismo o uniformismo Estratificación cruzada en areniscas, en el cañón del Antílope, Arizona Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio de la sucesión faunística o de la correlación Postulado por SMITH (1799) y desarrollado por COUVIER es la base de la zonación paleontológica y por tanto de la datación relativa y de la correlación estratigráfica mediante criterios paleontológicos. Establece que: “ los organismos fósiles se suceden en un orden definido y determinado, de manera que cada período puede reconocerse por sus fósiles característicos”; es decir los estratos que contienen los mismos fósiles son de la misma edad. William Smith ( ) George Cuvier ( ) Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio de la sucesión faunística o de la correlación Cada capa o grupo de ellas puede reconocerse por su contenido biológico, es decir, las capas que tienen los mismos fósiles son de la misma edad, aunque su litología sea diferente. Es la base de la zonación paleontológica y, por tanto, de la datación relativa y de la correlación estratigráfica mediante criterios paleontológicos. Esto es posible porque la evolución biológica es un proceso irrepetible, ya que cada especie que ha vivido en el pasado durante un intervalo de tiempo nunca vuelve a aparecer. Este principio es el que permite establecer las correlaciones estratigráficas y la Geología Histórica Clásica, al permitir una datación de los materiales sedimentarios. Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio de la sucesión faunística o de la correlación Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio de la sucesión faunística o de la correlación Los materiales depositados por el río contienen fragmentos de fósiles de ambas series, pero no se pueden correlacionar. Las calizas a ambos lados del río pueden correlacionarse porque tienen el mismo contenido fósil. Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio de la sucesión faunística o de la correlación Principio de la sucesión faunística Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio de la sucesión faunística o de la correlación Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio de la sucesión faunística o de la correlación Calibración de la escala de tiempo geológico Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio de la simultaneidad de procesos “En la naturaleza ocurrieron procesos normales, como los que observamos en la actualidad, pero además hubo otros procesos raros y eventuales (eventos) que mayoritariamente se corresponden con las grandes catástrofes”. Se basa en la doctrina del “catastrofismo actualista” (Hsü, 1983 y Vera, 1990) o del “nuevo uniformismo” (Berggren & van Couverig, 1984 y Ager, 1993). Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio de la simultaneidad de procesos El principio consiste en aceptar que en la naturaleza ocurrieron en tiempos pasados fenómenos normales como los que vemos en la actualidad, pero además hay otros, raros y eventuales (eventos) que en su mayoría coinciden con las grandes catástrofes. Estos eventos pueden quedar reflejados en los estratos de diferentes localidades y constituyen un criterio de correlación, a veces a escala mundial. Estos eventos serían productos de cambios climáticos, cambios en el nivel del mar, cambios en el campo magnético terrestre, grandes terremotos, explosiones de volcanes, etc.). Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Principio de la simultaneidad de procesos Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Otro principio: Principio de las relaciones de corte oblicuo “Lo que corta es posterior (Hutton, 1788)”. Es decir, una unidad de rocas es siempre más antigua que cualquier rasgo que la corte o afecte (p.e. fallas, intrusiones ígneas, metamorfismo, superficies erosivas,...). Estratigrafía y Geología Histórica

PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Otro principio: Principio de las relaciones de corte oblicuo Un acontecimiento es más joven que las rocas a las que afecta y más antiguo que las rocas que no han sido afectadas por él. Sedimentación de arenas y conglomerados Erosión Falla Plegamiento de las calizas Estratigrafía y Geología Histórica

OBJETIVOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Cualquier estudio estratigráfico tiene como objetivos: 1.- Establecer la sucesión de rocas 2.- Subdividir y diferenciar en la columna estratigráfica las unidades significativas 3.- Interpretación estratigráfica. Estratigrafía y Geología Histórica

OBJETIVOS DE LA ESTRATIGRAFÍA 1.- Establecer la sucesión de rocas que forman, en cada área, la columna estratigráfica. Para esto se debe: a) identificar cada capa o estrato mediante sus características esenciales (litología, espesor, textura, estructuras, contenido biológico, etc.). b) hacer un ordenamiento temporal de las capas en la serie estratigráfica local, gracias al análisis del contenido biológico y al de las estructuras. Estratigrafía y Geología Histórica

OBJETIVOS DE LA ESTRATIGRAFÍA 2.- Subdividir y diferenciar en la columna las unidades significativas y útiles. a) Esto permite hacer una correlación entre las distintas series estratigráficas, lo que facilita la correlación estratigráfica que es el objetivo principal. Estratigrafía y Geología Histórica

OBJETIVOS DE LA ESTRATIGRAFÍA 3.- Interpretación estratigráfica. a) Comprende la reconstrucción de la cuenca sedimentaria (Paleogeografía) y explica el significado de las unidades con relación a los acontecimientos de la Historia Geológica. Estratigrafía y Geología Histórica

OBJETIVOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Estratigrafía y Geología Histórica

OBJETIVOS DE LA ESTRATIGRAFÍA Estos tres objetivos se pueden dividir en los OCHO de la figura siguiente: Estratigrafía y Geología Histórica

REGISTRO DE LA ESTRATIFICACIÓN Y SERIES ESTRATIGRÁFICAS Registro estratigráfico Conjunto de fenómenos geológicos, ordenados temporalmente, deducidos a partir de una sucesión estratigráfica. La serie estratigráfica local La serie estratigráfica local es la “ordenación temporal de todos los estratos (o conjuntos de estratos, que afloran en una localidad concreta, colocados en la posición original (orden de sedimentación normal)”. Estratigrafía y Geología Histórica

REGISTRO DE LA ESTRATIFICACIÓN Y SERIES ESTRATIGRÁFICAS La serie estratigráfica compuesta (sintética) Los datos correspondientes a diferentes series estratigráficas locales de una misma cuenca sedimentaria, permiten obtener la serie estratigráfica compuesta (sintética) de todos los materiales que forman el relleno de una cuenca. La serie estratigráfica global Mediante las correlaciones estratigráficas se pueden integrar todos los datos de las series estratigráficas locales y regionales, para lograr una serie ideal válida a escala global. Es el objetivo de la Geología Histórica Estratigrafía y Geología Histórica

REGISTRO DE LA ESTRATIFICACIÓN Y SERIES ESTRATIGRÁFICAS La serie estratigráfica local Estratigrafía y Geología Histórica

SECCIONES ESTRATIGRÁFICAS La sección estratigráfica La sección estratigráfica es la expresión gráfica, a escala, de las unidades litoestratigráficas presentes en una región concreta. Sección estratigráfica local elaborada mediante la aplicación del principio de superposición. Estratigrafía y Geología Histórica

SECCIONES ESTRATIGRÁFICAS SECCIONES ESTRATIGRÁFICAS: Ordenaciones temporales de las unidades estratigráficas (el nombre se extiende también a su representación gráfica) Sección estratigráfica local: Ordenación temporal de la totalidad de los estratos (o conjunto de estratos) que afloran en una localidad concreta colocados en la posición originaria de depósito. Estratigrafía y Geología Histórica

Tabla Cronoestratigráfica Internacional 2015 Estratigrafía y Geología Histórica

Naturaleza discontinua del Registro Estratigráfico El tiempo es continuo. Sedimentación: proceso discontinuo. Alternan cortos periodos de sedimentación con largos episodios de no sedimentación y/o erosión. Los estratos representan sólo una parte del tiempo geológico. Las superficies de estratificación, inmateriales, sin registro, pueden corresponder con largos periodos temporales. Por todo ello se conviene que “el registro estratigráfico es discontinuo e incompleto” Estratigrafía y Geología Histórica

DISCONTINUIDADES ESTRATIGRÁFICAS Durante el depósito de los sedimentos en capas o estratos, puede ocurrir que se registren periodos o intervalos de tiempo en los que se interrumpe la sedimentación, si se trata de periodos de tiempo breves no posee gran importancia. Pero existen importantes interrupciones en el registro sedimentario que cubren periodos muy extensos y están asociados a cambios en el medio sedimentario. Estas interrupciones pueden estar asociadas a: Variaciones del nivel del mar Actividad tectónica de una región. Las interrupciones son discontinuidades estratigráficas que pueden corresponder a periodos sin sedimentación o a periodos con erosión. Al lapso de tiempo transcurrido se le denomina “hiato” o “laguna estratigráfica” Estratigrafía y Geología Histórica

DISCONTINUIDADES ESTRATIGRÁFICAS HIATO (Hiatus) - Concepto Físico - Interrupción de la depositación de poca duración y que consiste de la ausencia de formaciones geológicas que normalmente deberían estar presentes, debida al no depósito de tal(es) formación(es) VACÍO EROSIONAL - Concepto Físico - Ausencia de formaciones geológicas que normalmente deberían estar presentes, debido a la erosión de tal(es) formación(es). LAGUNA - Concepto Físico - Hiato + Vacío Erosional - Ausencia de formaciones geológicas debido a no depósito y/o erosión de tal(es) formación(es) Estratigrafía y Geología Histórica

DISCONTINUIDADES ESTRATIGRÁFICAS Tipos de discontinuidades Discordancia angular: los estratos más antiguos buzan (se inclinan) con un ángulo diferente al de los más jóvenes (implica movimientos tectónicos) Disconformidad o discordancia paralela erosional estratos paralelos por abajo y por encima de una superficie de erosión, la cual es visible. paraconformidad o discordancia paralela no erosional discordancia paralela sin superficie de erosión visible. Inconformidad o discordancia litológica: discordancia entre rocas ígneas o metamórficas que están expuestas a la erosión y que después quedan cubiertas por sedimentos. Estratigrafía y Geología Histórica

DISCONTINUIDADES ESTRATIGRÁFICAS Tipos de discontinuidades Estratigrafía y Geología Histórica

DISCONTINUIDADES ESTRATIGRÁFICAS PARACONFORMIDAD La superficie de discontinuidad es plana No hay hiato erosivo. Las capas situada por encima y por debajo de la misma son paralelas. Se forman a consecuencia de una interrupción prolongada en el proceso de sedimentación, lo que genera un hiato no deposicional. Estratigrafía y Geología Histórica

DISCONTINUIDADES ESTRATIGRÁFICAS PARACONFORMIDAD Estratigrafía y Geología Histórica

DISCONTINUIDADES ESTRATIGRÁFICAS DISCONFORMIDAD O DISCORDANCIA EROSIVA La superficie de discontinuidad es irregular por la existencia de hiato erosivo. Las capas situada por encima y por debajo de la misma son paralelas. Su formación implica: La sedimentación de las capas situadas por debajo de la discontinuidad. Emersión lo que provoca no deposición y erosión: formación de un hiato no deposicional y erosivo. Inmersión con depósito de las capas situadas por encima de la discontinuidad. Estratigrafía y Geología Histórica

DISCONTINUIDADES ESTRATIGRÁFICAS DISCONFORMIDAD O DISCORDANCIA EROSIVA Estratigrafía y Geología Histórica

DISCONTINUIDADES ESTRATIGRÁFICAS DISCONFORMIDAD O DISCORDANCIA EROSIVA El origen de las disconformidades a la izquierda y de las discordancias erosivas a la derecha Estratigrafía y Geología Histórica

DISCONTINUIDADES ESTRATIGRÁFICAS DISCORDANCIA ANGULAR La superficie de discontinuidad es irregular por la existencia de hiato erosivo. Las capas situada por encima y por debajo de la misma no son paralelas. Su formación implica: La sedimentación de las capas situadas por debajo de la discontinuidad. Emersión más plegamiento o basculación lo que provoca no deposición y erosión: formación de un hiato no deposicional y erosivo. Inmersión con depósito de las capas situadas por encima de la discontinuidad. Estratigrafía y Geología Histórica

DISCONTINUIDADES ESTRATIGRÁFICAS DISCORDANCIA ANGULAR Estratigrafía y Geología Histórica

DISCONTINUIDADES ESTRATIGRÁFICAS INCORNFORMIDAD La superficie de discontinuidad se desarrolla sobre rocas ígneas o metamorficas sobres las cuales se deposita una sucesión de rocas sedimentarias o volcánicas. Esta superficie es irregular por la existencia de hiato erosivo. No tiene sentido hablar de paralelismo en las capas situadas por encima y por debajo de la superficie de discontinuidad. Su formación implica: Metamorfismo a cierta profundidad de una antigua sucesión de rocas y/o intrusión plutónica. Emersión lo que provoca la erosión de los cuerpos de roca que cubrían los materiales metamórficos o plutónicos hasta que estos llegan a aflorar: formación de un hiato erosivo. Inmersión regional con depósito de las capas situadas por encima de la discontinuidad. Estratigrafía y Geología Histórica

DISCONTINUIDADES ESTRATIGRÁFICAS INCORNFORMIDAD Estratigrafía y Geología Histórica

MEDIOS SEDIMENTARIOS MEDIOS SEDIMENTARIOS Continentales Medios transición Medios de Medios marinos Estratigrafía y Geología Histórica

MEDIOS SEDIMENTARIOS Medios continentales Glaciares, con sedimentos terrígenos muy mal seleccionados entre los que dominan las brechas. Abanicos aluviales, desarrollados al pie de áreas montañosas y en los que se depositan gravas y arenas junto a sedimentos terrígenos más finos. Ríos, con depósitos de gravas y arenas con frecuentes estructuras de tracción, y otros sedimentos terrígenos finos . Fósiles escasos de vertebrados terrestres. Lagos, con sedimentos terrígenos finos y/o sedimentos químicos o bioquímicos. Frecuentes fósiles de organismos de agua dulce. En climas áridos se desarrollan lagos-playa con sedimentación evaporítica. Desiertos y otros medios eólicos, característicos de climas áridos, con arenas dominantes que muestran laminación cruzada de muy gran escala. Estratigrafía y Geología Histórica

MEDIOS SEDIMENTARIOS Medios de transición Deltas, desarrollados en las desembocaduras de los ríos, con sedimentos terrígenos arenosos y limosos dominantes. Fósiles de organismos marinos y terrestres. Playas, con sedimentos arenosos y frecuentes estructuras de tracción y fósiles. En aguas frías o templadas abundan las partículas terrígenas, mientras que en las aguas cálidas dominan los granos de origen químico o bioquímico, sobre todo de carbonato cálcico. Islas barrera-laguna, constituidas por cuerpos arenosos paralelos a la costa que aíslan lagunas alargadas con sedimentos finos. Sedimentos terrígenos o carbonatados según el clima. Fósiles frecuentes . Lanuras mareales, áreas muy llanas de la costa que se ven afectadas por las mareas. Predominan los sedimentos finos terrígenos o carbonatados según el clima. Estratigrafía y Geología Histórica

MEDIOS SEDIMENTARIOS Medios marinos Plataformas continentales, de aguas poco profundas con sedimentos finos dominantes que pueden ser terrígenos en aguas más frías o carbonatados en aguas más cálidas. Fósiles y bioturbación abundantes. Arrecifes, formados por acumulación in situ de esqueletos carbonatados de organismos coloniales, en aguas cálidas y poco profundas. Abanicos de aguas profundas, que se forman al pie del talud y stán constituidos por depósitos de turbiditas y coladas de barro. Pelágicos, desarrollados en la llanura abisal y dominados por arcillas o fangos bioquímicos, calcáreos y silíceos. Frecuentes microfósiles planctónicos. Estratigrafía y Geología Histórica

CAMBIOS DEL NIVEL DEL MAR La posición del nivel del mar juega un papel esencial en los procesos de sedimentación y en el relleno de las cuencas sedimentarias. Este nivel no ha permanecido estable a lo largo del tiempo. Hay fluctuaciones (no mareas) del nivel relativo del mar, equivalente a profundidad, muy importantes que se producen durante dilatados periodos de tiempo. Las variaciones relativas del nivel del mar dependen fundamentalmente de tres factores: las variaciones absolutas del nivel de las aguas oceánicas (Eustatismo), los movimientos del basamento o fondo de la cuenca, ó , y los aportes sedimentarios. Estratigrafía y Geología Histórica

CAMBIOS DEL NIVEL DEL MAR 1.- Eustatismo: cambios absolutos del nivel de las aguas oceánicas. Frecuente a lo largo de la historia geológica. Afectan a todo el planeta (globales). Fluctuaciones de hasta +/- 300 m. Causas: Glacio-Eustatismo. Cambios en el volumen de las aguas oceánicas por variaciones de la temperatura media del planeta. Tectono-Eustatismo: Cambios en el volumen de las cuencas oceánicas. Aumentos o disminuciones de la velocidad de expansión del fondo oceánico y del tamaño de las dorsales oceánicas. Estratigrafía y Geología Histórica

CAMBIOS DEL NIVEL DEL MAR Factores que influyen sobre las variaciones del nivel relativo de las aguas Estratigrafía y Geología Histórica

CAMBIOS DEL NIVEL DEL MAR 2.- Subsidencia o Levantamiento La subsidencia es el proceso de hundimiento del fondo de una cuenca sedimentaria. Esta subsidencia provoca un aumento del nivel relativo del mar. El fondo de la cuenca también puede elevarse tectónicamente, lo que haría disminuir dicho nivel. Ambos son fenómenos regionales y no globales. Estratigrafía y Geología Histórica

CAMBIOS DEL NIVEL DEL MAR 3.- Aporte sedimentario: Los aportes representan el conjunto de materiales que llegan a la cuenca sedimentaría procedentes de la destrucción de los relieves próximos (Áreas fuente). La entrada de aportes provoca una disminución local del nivel relativo. Estratigrafía y Geología Histórica

CAMBIOS DEL NIVEL DEL MAR CAUSAS Para que en una cuenca se depositen sedimentos es necesario que exista un espacio libre, espacio de acomodación. Si la cuenca se va rellenando y no se crea espacio libre nuevo o espacio de acomodación, mediante el aumento del nivel relativo de las aguas (por ascensos eustáticos o por incremento de la subsidencia) la cuenca acabará colmatándose y cesará la sedimentación. Estratigrafía y Geología Histórica

CAMBIOS DEL NIVEL DEL MAR CAUSAS El espacio de acomodación se incrementa al aumentar el nivel relativo de las aguas, lo que puede ser provocado por: ① Una elevación absoluta del nivel del mar (Δ E) y/o ② Un aumento de la subsidencia (Δ S). Estratigrafía y Geología Histórica

TRASGRESIONES Y REGRESIONES Las transgresiones y regresiones marinas son, respectivamente, avances o retrocesos del mar respecto al continente. Los fósiles son muy buenos indicadores de los biomas y ecosistemas aunque existen otros criterios. - Series sedimentarias transgresivas: se producen porque el mar invade el continente (movimientos epirogénicos o movimientos eustáticos). Es normal que en estas series nos encontremos grano fino sobre grano grueso, por ejemplo es frecuente que nos encontremos de abajo-arriba los siguientes materiales, yesos-conglomerados-areniscas-arcillas-margas-calizas- yesos. - Series sedimentarias regresivas: retirada del mar, emersión del continente. En estas serie se sitúa el grano grueso sobre el grano fino, por ejemplo de abajo-arriba, yesos-calizas-margas-arcillasareniscas- conglomerados-yesos. Estratigrafía y Geología Histórica

ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS Estructuras sedimentaria es la orientación o disposición geométrica de los elementos que constituyen el sedimento o roca. Se originan en el interior del sedimento y en la interfase agua/sedimento o aire/sedimento. Es consecuencia de agentes geológicos (viento, agua...) y de procesos físicos, químicos y biológicos. Son pues el reflejo de los procesos sedimentarios tanto de los transportes, como los de la sedimentación o de la diagénesis (después del enterramiento). Su estructura e interpretación se basa en el principio del actualismo, los fenómenos que hoy están actuando han producido los mismos en el pasado. No todas las estructuras llegan a fosilizar, depende del equilibrio entre la estructura y el ambiente donde se forma, ya que puede haber destrucción o modificación de las estructuras. Se clasifican en: Estructuras primarias y estructuras secundarias Estratigrafía y Geología Histórica

TRASGRESIONES Y REGRESIONES Estratigrafía y Geología Histórica

TRASGRESIONES Y REGRESIONES Ley de Walther Estratigrafía y Geología Histórica

TRASGRESIONES Y REGRESIONES Ley de Walther Johannes Walther ( ) Estratigrafía y Geología Histórica

ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS Estructuras Primarias. Formadas durante el depósito de los sedimentos Laminación Planos de estratificación muy cercanos entre sí (mm). Solo se observa en rocas de grano fino. Estratificación Planos de estratificación mas separados entre sí (cm o metros) Estructuras Secundarias Formadas durante los procesos de diagénesis o posterior al depósito y a la formación de las rocas. 1. Estructuras de Ordenamiento Interno Estratificación y Laminación Rizaduras de corriente (ripple marks) Granoselección 2. Estructuras sobre la superficie de estratificación conservadas en base de estrato superior (o cima de inferior) Marcas por diversos agentes gotas de lluvia grietas de desecación huellas de cristales Canales de erosión Marcas de corriente producidas por erosión de la corriente erosión de un objeto llevado por la corriente) 3. Estructuras Orgánicas Estromatolitos Fósiles Pistas, Huellas Estratigrafía y Geología Histórica

ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS Estratigrafía y Geología Histórica

ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS Criterios de polaridad de los estratos Puede ocurrir que los estratos hayan sido plegados o invertidos. Entonces no vale el principio de superposición, y necesitamos criterios de polaridad para localizar el techo y el muro de cada estrato. Estos criterios se basan en el estudio de las estructuras sedimentarias presentes en el techo y muro de cada estrato Criterios de polaridad Identifican el techo y el muro de cada estrato Grietas de desecación Laminación cruzada Rizaduras Granoselección Huellas y restos de seres vivos Los criterios más utilizados son: Estratigrafía y Geología Histórica

DATACIÓN POR FÓSILES Fosilización es el conjunto de procesos que hacen que un organismo, alguna de sus partes o los rastros de su actividad, pasen a formar parte del registro fósil. Su escala de duración se mide en millones de años. Estratigrafía y Geología Histórica

DATACIÓN POR FÓSILES Proceso de fosilización Para que un fósil se produzca debe pasar por diferentes etapas: 1.- El animal muere por causas naturales o no naturales. 2.- Los agentes erosivos (viento, agua, etc.), las bacterias, o los carroñeros; destruyen el cuerpo descomponiendo sus partes blandas y diseminando otras en el entorno en que vivía. 3.- Su cuerpo es sepultado en zonas continentales o en los lechos marinos, donde es cubierto por sedimentos (barro, arena, ceniza volcánica, etc.). 4,- El agua que escurre entre las rocas y los sedimentos en donde esta sepultado el animal, arrastra minerales que penetran los huesos o los caparazones, mineralizándolos poco a poco. 5.- Los sedimentos se compactan y se vuelven más duros, sufriendo a lo largo del tiempo diversos movimientos (levantamientos o hundimientos), alterando las capas sedimentarias. Los restos ya fosilizados del animal son levantados y expuestos en las capas superficiales, en donde los agentes erosivos, se encargan de dejarlo a la vista, para que paleontólogos se preocupen de su extracción. Estratigrafía y Geología Histórica

DATACIÓN POR FÓSILES Proceso de fosilización Estratigrafía y Geología Histórica

DATACIÓN POR FÓSILES Tipos de fosilización TIPOS DE FOSILIZACIÓN Reemplazo Los componentes de la estructura original se van intercambiando molécula por molécula por minerales. Este proceso puede completarse al 100% o conservar parte de la composición química original. Molde Vestigios de la presencia o actividad de un organismo. (huevos, coprolitos, pisadas, moldes de vegetales, excavaciones, etc.) Preservación La capacidad que tienen algunas sustancias de aislar y proteger los tejidos orgánicos. Ejemplos: Ámbar, asfalto, hielo, etc. Estratigrafía y Geología Histórica

DATACIÓN POR FÓSILES Los fósiles son una valiosa fuente de información. A partir de su estudio se puede conocer: La vida en el pasado: cómo eran los seres vivos, su forma de vida, su distribución, etc. El ambiente de formación de la roca: oceánico o continental, de clima frío o cálido, etc. Cuándo se formó la roca que lo contiene: algunos fósiles sirven para datar las rocas que los contienen (fósiles-guía). Si sabemos de que época es el fósil, sabemos de cuando es la roca Estratigrafía y Geología Histórica

FÓSILES GUÍA O CARACTERÍSTICOS Algunos seres vivos lograron colonizar grandes extensiones y vivieron durante breves periodos de tiempo. Los fósiles formados a partir de este tipo de seres vivos se les conoce como fósil guía o fósil característico. Estos fósiles se utilizan para relacionar rocas con un determinado tiempo geológico. Además, sirve para establecer la cronología relativa entre rocas. Cuando se comparan dos rocas con fósiles, la más antigua será aquella que contenga el fósil más antiguo. Los fósiles-guía deben tener como características principales: Vivieron durante un período muy corto Amplia distribución geográfica Se encuentran en muchos tipos de rocas Muy abundantes en sus ecosistemas Fáciles de identificar y encontrar en los estratos estudiados Estratigrafía y Geología Histórica

FÓSILES GUÍA O CARACTERÍSTICOS Estratigrafía y Geología Histórica

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