La forma de los fragmentos minerales y los desechos líticos en rocas sedimentarias está determinada por varios factores: la forma original de las partículas minerales en la roca original y la dirección y el espaciado de las grietas; en el lecho de roca afecta la erosión La forma de los escombros producidos durante el proceso la naturaleza y la intensidad del procesamiento de sedimentos pueden desgastar las partículas y cambiar su forma original y los procesos de enterramiento en el sedimento, como la compactación, también pueden cambiar la forma original; . Por tanto, las diversas formas de las partículas depositadas dependen de su historia de formación.
La forma de un fragmento se define por tres aspectos relacionados pero distintos de la partícula: la morfología/esfericidad se refiere al contorno (forma) general de la partícula, lo que refleja cambios en sus proporciones tridimensionales (Figura 3). -6); el grado de redondez es una medida de la nitidez de los bordes de las partículas (Figura 3-7). La textura de la superficie son las características morfológicas de la superficie de las partículas de fragmentos (Figura 3-8). Generalmente, observamos principalmente el grado de pulido de la superficie y las marcas de grabado en la superficie.
Figura 3-6 Tipos de formas de partículas
Figura 3-7 Formas y clasificaciones de redondez
La Figura 3-8 es una micrografía electrónica suelta de actualización del Plioceno de Granos estacionales en arenisca que muestran detalles de la estructura de la superficie. Los granos están bien redondeados debido al transporte del viento y tienen los finos "discos invertidos" característicos de la arena de las dunas.
La topografía, la redondez y la estructura de la superficie son propiedades de partículas independientes, como se muestra en la Figura 3-9. De hecho, la morfología y la redondez suelen estar altamente correlacionadas en los sedimentos; la forma de las partículas es muy esférica y, a menudo, muy redonda. Los cambios en la estructura de la superficie no alteran significativamente la forma o la redondez, pero los cambios en la forma o la redondez pueden afectar la estructura de la superficie. Estos tres aspectos de la forma pueden verse como una jerarquía continua: la forma es una propiedad primaria; el círculo es una propiedad secundaria que se superpone a la forma y la estructura de la superficie es una propiedad terciaria que se superpone a la superficie entre los bordes y las esquinas; la partícula (Barrett, 1980).
Figura 3-9 Diagrama esquemático de los elementos básicos de la forma de las partículas: morfología, redondez y estructura superficial.
(2) El significado de la forma de las partículas
1. Forma esférica
La esfericidad de las partículas en los sedimentos es función de su forma original, aunque sea esférica. Forma de las partículas de grava. El grado puede variar ligeramente debido al desgaste durante la manipulación. La esfericidad afecta la tasa de deposición de partículas pequeñas (las partículas esféricas se depositan más rápido que las no esféricas) y la fluidez al tirar de las partículas de grava en movimiento (las gravas esféricas y rodantes ruedan más fácilmente que las gravas de otras formas). Sin embargo, no se ha demostrado que la esfericidad de las partículas por sí sola pueda ser una herramienta confiable para interpretar los ambientes deposicionales.
2. Redondez de las partículas
La redondez de las partículas en los sedimentos es función de la composición de las partículas, el tamaño de las partículas, la naturaleza del proceso de transporte y la distancia de transporte. Los granos duros y estables, como el circón y el circón, tienen menos probabilidades de redondearse que los granos inestables, como el feldespato y el piroxeno. Las partículas de grava generalmente se redondean más fácilmente durante la manipulación que las partículas de arena. No importa cuán estables se transporten las partículas minerales con un tamaño de partícula inferior a 0,1 mm, la redondez no aumentará significativamente.
Las pruebas en tanques y conductos de aire han demostrado que el grado de desgaste de los gránulos de arena durante el transporte es de 100 a 1.000 veces mayor que el del transporte por agua (Kuhn, 1959, 1960). De hecho, hay poco aumento en la redondez de las partículas a lo largo de 100 kilómetros transportadas con agua. Muchos estudios sobre la redondez de pequeños granos estacionales en los ríos han confirmado estos resultados experimentales. Por ejemplo, Russell et al. (1937) observaron que la redondez de las partículas dependientes del tiempo no aumentaba en los aproximadamente 1770 km de longitud del río Mississippi desde la ciudad de Cairo, Illinois, hasta el Golfo de México. No existe una comprensión clara de la influencia de la acción de la superficie de la playa en el redondeo de grano de las calidades de arena que depende del tiempo. En general, el efecto del entorno de la playa sobre el redondeo de partículas es menor que el del transporte eólico pero mayor que el del transporte fluvial.
Se ha demostrado que la redondez de las partículas estacionales se puede mantener después de múltiples ciclos de deposición. Los granos cronológicos con buena redondez en areniscas antiguas pueden indicar un evento de transporte por viento en su historia de formación, pero es difícil o imposible determinar si la buena redondez fue el último acto de un evento de transporte o fue el resultado de varios ciclos previos de transporte y deposición. de.
La redondez de los guijarros que se procesan está estrechamente relacionada con la composición y el tamaño de los guijarros (Boggs, 1969). Los guijarros blandos, como los fragmentos de esquisto y piedra caliza, son más fáciles de redondear que los guijarros estacionales o los guijarros de pedernal, y los guijarros gruesos y medianos son generalmente más fáciles de redondear que los guijarros finos. Aunque el proceso de transporte fluvial es relativamente ineficaz para el redondeo de pequeñas partículas estacionales, el redondeo de partículas de grava mejora significativamente durante el transporte fluvial.
Teniendo en cuenta la composición y el tamaño de las partículas, las partículas de piedra caliza a nivel de guijarros y las partículas estacionales transportadas por los ríos mejoran después de 11 km y 300 km respectivamente (Pettijohn, 1975).
Los guijarros redondeados en rocas sedimentarias antiguas a menudo indican transporte fluvial, pero la redondez no se puede estimar a partir de la distancia de transporte. El mayor redondeo se produce al comienzo del movimiento, normalmente dentro de 1 km. Asimismo, la redondez de la grava no es un indicador seguro de los entornos ribereños, ya que las gravas también pueden ser redondeadas en entornos de playas y lagos. Además, las gravas de río redondeadas pueden transportarse a entornos costeros o transportarse nuevamente a las profundidades del mar a través de corrientes de turbidez y eventualmente depositarse.
3. Estructura de la superficie
La estructura de la superficie de la grava y las partículas minerales es causada por muchos factores, incluido el desgaste mecánico durante el transporte de sedimentos, el pulido estructural durante la deformación y la corrosión química. y diagénesis y precipitación de minerales autigénicos en superficies de partículas durante procesos de erosión y meteorización. Las estructuras superficiales obvias, como superficies pulidas y escarcha, se pueden observar con binoculares comunes o microscopios de rocas; sin embargo, el estudio de estructuras superficiales finas requiere un gran aumento; Krinsley (1962) fue el primero en utilizar la microscopía electrónica para estudiar la estructura superficial de partículas con gran aumento.
Debido a la dureza física y la estabilidad química de las partículas estacionales, sus características superficiales se conservan a lo largo de la larga historia geológica, por lo que la investigación sobre la estructura superficial de las partículas sedimentarias se completa en su mayor parte en partículas estacionales. Al estudiar miles de partículas dependientes del tiempo, los investigadores pueden identificar estructuras superficiales de partículas en una variedad de ambientes deposicionales modernos (Figura 3-8). Se han definido más de 25 estructuras superficiales diferentes, incluidas fracturas en forma de concha, rayas y rayas rectas y curvas, discos invertidos, crestas sinuosas, erosión química en forma de "V", erosión mecánica en forma de "V" y concavidad del disco (Bull, 1986).
Los resultados muestran que durante el proceso de transporte y deposición, es más probable que cambie la estructura de la superficie de las partículas que la esfericidad y la redondez. La estructura de la superficie existente registra más del último ciclo o la última etapa de deposición y. Transporte. Un ambiente sedimentario. Debido a que se pueden producir tipos similares de características de estructura superficial en diferentes entornos, la utilidad de las estructuras superficiales en el análisis ambiental es limitada; de manera similar, la estructura superficial de una partícula producida en un entorno puede retenerse en la partícula y transportarse a otro entorno; No obstante, las estructuras de la superficie de las partículas heredadas de entornos anteriores pueden conservarse durante largos períodos de tiempo antes de quedar obsoletas o ser reemplazadas por otras estructuras de superficie generadas en el nuevo entorno. Por ejemplo, las partículas de la plataforma ártica pueden haber conservado finas características superficiales cuando fueron transportadas a la plataforma por los glaciares.
Actualmente, existen al menos tres entornos en los que se pueden identificar partículas estacionales mediante microscopía electrónica: entornos costeros (energía alta, energía media, energía baja), entornos eólicos (desiertos) y entornos glaciares (glaciares y ambientes de agua helada) ). Las partículas estacionales costeras de alta energía se caracterizan por los típicos hoyos en forma de "V" y fracturas en forma de concha, rodeadas de microfisuras y marcas de viruela. Las partículas estacionales en ambientes eólicos tienen características como superficie helada, escamas enrolladas irregulares y sílice disuelta y precipitada. Los granos estacionales de ambientes de depósito glacial se caracterizan por fracturas en forma de conchas y rayones paralelos.