Introducción

Las rocas carbonatadas son aquellas formadas por la litificación de sedimentos ricos en carbonatos (>80%), los cuales han sido depositados a partir de la precipitación química dentro de una solución acuosa.

Origen

Rocas carbonatadas detríticas: formadas por fragmentos procedentes de la erosión de rocas carbonatadas preexistentes.

Calizas autóctonas o insitu: constituidas por componentes carbonáticos originados primariamente, por procesos químicos o bioquímicos, en un determinado ambiente de sedimentación (continental o marino).

Estas rocas, son producto de procesos biológicos e inorgánicos. Los principales componentes de las rocas carbonatadas se pueden dividir en dos grandes grupos: ortoquímicos y aloquímicos.

Los componentes ortoquímicos: son producto de la precipitación química directa en el agua, ya sea marina o meteórica, al momento de la sedimentación o durante de la diagénesis. Los principales productos ortoquímicos son la matriz y el cementante, constituidos por calcita microcristalina o micrita y calcita espárica o esparita. Los principales minerales carbonatados son aragonita, calcita y dolomita.

Matriz: se define como la parte de la roca en donde todos los sedimentos alquímicos y terrígenos se encuentran contenidos o el material de grano fino de una roca y está constituida principalmente de micrita.

Micrita: Es calcita microcristalina menores de 5 micras de diámetroy constituye la matriz de grano fino en rocas carbonatadas.

Esparita: Caracterizada por cristales de calcita, generalmente mayores de 10 micras y colores claro o traslucido. Originada como cemento, rellenando poros (ortoesparita).

Cemento: material químicamente precipitado que rellena poros situados entre los sedimentos y constituido principalmente de calcita espática.

Los aloquímicos: son todas aquellas partículas formadas dentro de la cuenca de sedimentación, pero que no son producto de la precipitación química en el agua, sino que son, principalmente, fragmentos de organismos que vivieron durante la sedimentación o partículas producidas mecánicamente. Los aloquímicos se agrupan en:

Componentes biogénicos o esqueletales, que son productos de la fragmentación de macro o microorganismos, por ejemplo, fragmentos de moluscos, ostrácodos, algas y foraminíferos.
No biogénicos o no esqueletales, originados ya sea por la abrasión mecánica del sedimento o producidos durante la sedimentación por procesos físicos y/o químicos, por ejemplo: intraclastos, pseudopeloides y ooides.

Los avances recientes en petrografía y geoquímica de rocas carbonatadas han demostrado la importancia de los procesos y ambientes diagenéticos que afectan a los carbonatos después de su sedimentación. Los sedimentos carbonatados sufren cambios, físicos y químicos, inmediatamente después de depositarse y durante su sepultamiento gradual, ya que pasan a través de varios ambientes diagéneticos, que pueden incluir desde disolución completa del sedimento hasta su cementación y litificación.

El estudio petrográfico de rocas carbonatadas incluye entonces la identificación y caracterización de todo aquello observable bajo el microscopio, por lo que es de suma importancia identificar todas aquellas partículas presentes en la matriz o el cementante.

Las rocas carbonatadas pueden dividirse, de acuerdo a:

composición quimica y mineralogica; Chilingar (1960), Pettijohn (1957) o fechtbauer (1970).

características de la fabrica; relación matriz / cemento y particuolas o granos . Segun l clasificacion de Dunham (1962)Plumley et. al (1962)o Folk (1962).

Parámetros físicos; como porosidad , segun Choqueta y Pray (1970).

Casi todos los sistemas de rocas carbonatadas tanto de sección delgada como de muestra de mano, estan basados en característics como: partículas, matriz y cemento; por lo que se hace necesario definir los terminos.

Partículas son geanos que constituyen los sedimentos y que son fragmentos derivados de otras rocas o fragmento fósil.

Existen muchos sistemas de clasificación de rocas carbonatadas, las de Dunham (1962) y Folk(1962) son las más usadas la primera tiene como ventaja la identificación y clasificación de las rocas directamente en campo y la segunda se basa en la matriz , cemento y aloquimicos.

Partículas que constituyen las rocas carbonatas.

Partículas no biogénicas.

Peloides, también llamados como pellets y la principal característica es que son partículas micríticas redondeadas o de forma elíptica, de acurdo a diferentes factores se clasifican en: pellest fecales, peloides de algas, pseudopeloides, peloides bahamíticos y peletoides.

Agregados de granos, estos son agregados lobulares irregulares de partículas aglutinadas por esparita o micrit, o de algas, Son una acumulación de granos someramente redondeados, fuertemente micritizados, y tienen un cementante micrítico, aragonítico o calcítico. Son característicos de aguas someras. Se pueden dividir en: Racimos de uvas, acumulación de algas y lumps.

Oncoides , también se conocen como oncolito, biopisolito, biscocho de alga, tiene núcleos irregulares , además de una lamina micrítica que los cubre y algunas partes detríticas las laminas son producto de la actividad de organismos. Constituye arrecifes de intermarea, en una ambiente marino normal e hipersalino de alta energía; también se puede encontrar asociada a zonas de trasgresiones y regresiones.

Ooides, también llamados oolitas, son partículas generalmente esféricas o elípticas , con laminaciones alrededor de un núcleo y estructura concéntrica radial o tangencial . se forma en aguas someras , de alta energía , generada por la acción de las olas o corrientes de marea , en aguas marinas normales o hipersalinas. Se producen en lugares asociados a la presencia de algas, bacterias o sustancias orgánicas, se dividen en superficiales, normales y micrítico.

Pisoides, son similares a los Oncoides ya que tienen laminación densa, concéntrica y regular de 2 a 10 mm. Frecuentemente están rotos y su núcleo puede ser un fragmento de roca u otro fragmento de pisoide. Se forma en un ambiente marino vadoso.

Cortoides, son bioclastos, litoclastos redondeados rodeados de delgada envoltura de micrita, se producen en ambiente marino de baja energía.

Intraclastos, son producto del retrabajo de lodo marino durante la sedimentación, son menores a 0.5 mm. y alcanza varios centímetros, son producto de corrientes marinas, olas de distribución de fondo marino, desecación de sedimentos o productos de movimiento de este.

Extraclastos, son también llamados aloclastos, litoclastos y exoclastos, son fragmentos de roca consolidados puedan ser de carbonato o no carbonato, su tamaño varia de 1 mm. Hasta centímetros y son frecuentemente de forma angular , son producto de la erosión fuera de la cuenca.

MICROPARTÍCULAS BIOGÉNICAS (ESQUELETALES)

PARTÍCULAS DE MICROFÓSILES.

Foraminíferos

Los foraminíferos son organismos unicelulares que secretan una concha o testa con una arquitectura variada. La mayoría de las formas presentan cámaras múltiples arregladas de manera uniserial, biserial o triserial; o bien, son enrolladas (espiral, cónica y planispiral). Los foraminíferos conocidos pueden alcanzar hasta más de 5 cm de diámetro máximo, sin embargo la mayoría son de tamaños inferiores a 1 mm. Pueden ser bentónicos o planctónicos.

La concha de los foraminíferos es de composición quitinosa, arenácea, calcárea,

aragonítica silicia. Según la composición de la concha, los foraminíferos pueden ser agrupados en 4 tipos:

1)Textuláridos: Conocidos también como arenáceos o aglutinados. La concha está compuesta de partículas no biogénicas cementadas por carbonato de calcio. Ejemplo: Orbitolínidos.

2) Miliólidos: Concha compuesta de calcita magnésica porce1ánica.

3) Fusulínidos: Contienen pared calcárea no laminar y microgranular. Los endoteridos son de calcita porcelánica de alto contenido de magnesio.

4) Rotálidos: Conchas compuestas de calcita hialina con contenido bajo en magnesio. Este grupo puede subdividirse de acuerdo a su tamaño en pequeños (ya sea bentónicos y planctónicos)y grandes (sólo bentónicos). Ejemplos: alveolínidos, discosyclinas, nummulites, etc.

Hábitat:

El ambiente en que viven los foraminíferos es muy variado, pero la mayoría habitan en aguas marinas: 1) Los endoteridos y las forma grandes viven en un ambiente nerítico interior; 2) los de pared porcelánica viven en el nerítico interior al medio; 3) los aglutinados en nerítico; 4) las formas seriales en aguas profundas; 5) los trocamínidos en ambiente nerítico interior-medio; 6) los bentónicos pequeños en nerítico interior a batial; y 7) Los planctónicos viven desde el nerítico medio al abisal.

Calciesferas

Las calciesferas son organismos esféricos, de tamaño menor de 500 micras, que están hechas de calcita, sin ornamentación. Presentan una cavidad central redonda, carecen de aperturas al exterior de la concha, y si la tienen poseen entonces un "tapón". Tienen una pared calcárea de carbonato de calcio variablemente preservada. La diferencia con los foraminíferos, es que la pared de calcita, con contenido bajo en magnesio, es más gruesa y con estructuras radiales, y que cuando se ve en luz polarizada se observa como una cruz de interferencia. Se presume que estos organismos forman parte del plancton marino y que constituyen órganos reproductores de algas.

Las calciesferas son organismos que existieron desde el Paleozoico hasta el Mesozoico y habitaron en aguas someras neríticas.

Radiolarios

Los radiolarios son organismos microscópicos unicelulares que secretan una concha silícea opalina, usualmente inferiores a un milímetro y comúnmente con un diámetro máximo que varía entre 0.1 y 0.2 mm. Cuando estos organismos presentan espinas, éstas pueden extenderse más allá de la pared de la concha perforada. Concentraciones de radiolarios en pedernal o capas silíceas han sido interpretadas como evidencia de actividad volcánica que provee de abundante sílice, la cual es usada por los radiolarios para construir su concha. Su habiat es en mar abierto, siendo organismos netamente pelágicos, y se conocen desde el Cámbrico hasta el Reciente.

Calpionélidos

Los calpionélidos son alargados, tienen una concha o lórica hueca o vacía de tamaño que varía de 80 a 150 micras. Son planctónicos, de calcita con bajo contenido en Mg (pared exterior), orgánica, quitinosa (pared interior) que no se preserva. Por lo general están rellenos de micrita. Su rango estratigráfico va desde el jurásico (Tithoniano) hasta el Cretácico Inferior (Albiano) y son característicos del mar Tethisiano. con hábitat nerítico exterior.

Ostracodos

Los ostrácodos consisten de dos valvas, que pueden ser lisas u ornamentadas y se mantienen unidas mediante una charnela. Muchas formas son inferiores a un milímetro en diámetro máximo, aunque existen organismos mayores a los 3 cm. Frecuentemente el número de capas de la concha es clave para la determinación de grupos taxonómicos. Muchos de los rasgos de ornamentación de la superficie exterior de la concha son visibles en sección delgada.

Hábitat:

Los ostrácodos son organismos de ambientes marinos y de aguas dulces.

Algas

Las algas calcáreas, exceptuando los cocolitofóridos que son de tamaño pequeño y de ambiente planctónico son plantas acuáticas marinas y no marinas que poseen una calcificación interna y/o externa,.

Las algas calcáreas se dividen en: Cyanophyta (algas azul-verdes), Rhodophyta (rojas), y Chlorophyta(verdes).

Algas azul-verde: Las algas azul-verde se caracterizan por estar formadas de capas paralelas concéntricas. Las algas azul-verde se pueden dividir en 3 grupos:

1) En forma de alfombras (mats), que viven en ambiente de supramarea;

2) En forma de columnas (estromatolitos),que viven en ambiente de intermarea o en profundidades de 3 a 10 metros;

3) En forma de bolas, como los oncolitos, que viven en ambiente de intermarea (entre mareas altas y bajas).

La apariencia de las algas azul-verde se caracteriza por láminas o capas constituídas por líneas blancas (partículas de lodo calcáreo ) y negras (alga).

Algas Rojas: Las algas rojas no tienen cavidades y están formadas por reticulaciones y septas, al microscopio se caracterizan por anillos de crecimiento que atraviesan los septas.

Las algas rojas son características de ambiente nerítico exterior y más profundo, en frente del arrecife. Las algas rojas coralinas viven en aguas más profundas, ocurren al frente o en la barrera y no en lagunas. También viven de 10 a 15m. de profundidad.

Algas Verdes: Las algas verdes están caracterizadas por presentar una cavidad central vacía entre capas corticales. Los grupos de las codiaceas y las dasycladales, de composición aragonítica, son característicos de aguas someras en rampas, pueden vivir en lagunas y aguas muy bajas de O a 3 m de profundidad. También viven en ambiente de intermarea a lagunar.

Modificada de Brasier (1980). Perfil batimétrico que muestra la distribución de algunos de los grupos de algas.

PARTICULAS DE MACROFOSILES

Esponjas

Las esponjas son de los organismos multicelulares primitivos más organizados y se integran dentro del Phyllum Porifera. En la mayoría de las esponjas hay células especializadas que secretan un esqueleto mineral, el cual puede consistir de espículas calcáreas, espículas silicias, espículas silicias combinadas con materia orgánica o únicamente fibras de esponja.

La red de las espículas de esponja pueden confundirse con estructuras internas de algunos corales, estromatopóridos o briozoarios; sin embargo estos últimos grupos muestran siempre un esqueleto de naturaleza calcárea, además de que las estructuras de sus paredes son fibrosas o laminares, característica que no se presenta en las esponjas.

La red esquelética de las esponjas es comúnmente más irregular y posee elementos

estructurales más pequeños y menos continuos que los corales y los briozoarios.

El interior vesicular de algunos huesos de vertebrados pueden confundirse con esponjas aunque carecen de una red mostrada por un gran número de esponjas, además de que la naturaleza de los huesos de los vertebrados es fosfática.

Espículas de esponjas de gran tamaño pueden confundirse con espinas de braquiópodos, sin embargo las esponjas carecen de una estructura fibrosa en las paredes que es característica de las espinas de braquiópodos.

Algunas placas (escleritas) de equinodermos del grupo de los holoturios pueden parecer espículas de esponjas calcáreas tri-radiadas, sin embargo en los holoturios las espículas muestran una gama más amplia de formas diferentes a aquellas de las esponjas.

Algunos corales tienen espículas calcáreas, muchas de las cuales se parecen a las espículas silicias de algunas esponjas, sin embargo difieren de manera clara en la composición mineralógica, así como en detalles particulares de la forma.

Corales

El esqueleto exterior de los corales está caracterizado comúnmente por una pared externa e internamente por una serie de placas verticales denominados "septa" o septos, dispuestos de manera radial y perpendicular a la pared extern. Placas horizontales denominadas tabulas son comunes en muchos corales y pueden estar restringidas a áreas entre los septos, próximas hacia la pared exterior, o extenderse a través del esqueleto del coral. Los corales exhiben una variedad de formas que van desde grandes masas incrustantes a ramificadas o hemiesféricas y pueden ser solitarios o vivir en colonias; varían de desde unos cuantos milímetros a varios metros de longitud, pero la mayoría de los corales solitarios tienen entre 1 y 10 cm

La mayoría de los corales paleozoicos secretaron un esqueleto carbonatado y los post-paleozoicos secretan un esqueleto aragonítico. La estructura de los corales es similar a la de las algas pero los corales presentan particiones internas y septos.

Su ambiente fueron más abundantes en mares carbonatados someros de aguas claras, y contribuyeron a formar arrecifes.

La mayoría de los corales viven en barreras, filos de plataforma, atolones, etc. (hermatípicos) y son buenos indicadores de fluctuaciones del nivel del mar o migración de la costa. Los corales siempre viven dentro de la zona fótica.

Briozoarios

Son animales individuales (zoarios) que siempre se agrupan en colonias, cuyo esqueleto calcáreo exhibe un amplio rango de formas. Las formas más comunes son incrustante (plana, semiesférica o irregular, ramificada (hueca o sólida; aplanada o circular) y estructura en forma de panal. El tamaño de los briozoarios coloniales varía desde unos cuantos milímetros hasta metro y medio, y las zoarias muestran rangos desde 1 hasta 10 cm de dimensión máxima. Internamente los animales individuales viven en tubos alargados (redondos o poligonales) o en cajas poligonales (zoecia ). Briozoarios calcáreos recientes son marinos y están presentes en todas las latitudes y profundidades, sin embargo son más abundantes en mares someros.

La mayoría de los briozoarios paleozoicos presumiblemente tuvieron un esqueleto calcáreo. Las especies recientes son en forma de caja y los grupos post-paleozoicos pueden estar constituidos de calcita, de aragonita y de mezcla de calcita y aragonita.

La diferencia entre los corales y los briozarios es que los briozarios no tienen septas, sino que poseen una pared doble. Los briozoarios son más frecuentes en rampas que en plataformas y son más abundantes en ambientes de nerítico medio a interior, y no viven en profundidades mayores a los 200 m

Trilobites

La mayoría de las especies de trilobites tienen únicamente unos cuantos centímetros de longitud.

El esqueleto presenta 4 capas: una externa de material orgánico, una laminar en agujas finas de carbonato de calcio, una capa gruesa formada de fibras y una interior constituída también de fibras.

Los fragmentos de trilobites, bajo el microscopio y con luz polarizada presentan extinción ondulosa, la capa más gruesa controla la extinción de los cristales. Viven en aguas agitadas y someras, en ambiente nerítico interior.

Estratigráficamente los trilobitas tuvieron una mayor importancia en el Cámbrico y el Ordovícico.

Braquiópodos

La concha de los braquiópodos consiste de dos valvas inequilaterales; el contorno externo de las valvas usualmente es redondo, ovalado o subtriangular. La curvatura de las valvas individuales es variable e incluye formas planas, convexas, cóncavas y formas flexionadas, que comúnmente son alargadas ya sea en forma paralela o perpendicular a la línea de la charnela. La superficie de la concha puede ser lisa, plegada, corrugada o espinosa. Los braquiópodos son comúnmente de 1 a 10 cm de longitud, aunque algunas formas llegan a rebasar hasta 30 cm.

La microestructura del grupo de los articulados consiste de tres capas, de las cuales sólo dos se preservan y que emiten extinción oblicua con luz polarizada bajo el microscopio. La capa exterior es orgánica, la media es laminar y principalmente de fibras oblicuas y constituida de calcita de bajo contenido en Mg, la capa interior es prismática parecida a la de los moluscos.

Viven en aguas neríticas y los de concha delgada son más comunes en ambiente nerítico medio e interior, mientras que los de concha gruesa viven en ambientes de rampa exterior y aguas profundas.

El rango estratigráfico de los braquiópodos es del Cámbrico al Reciente.

Moluscos

El término Molusca denota organismos de cuerpo blando. Todos los moluscos que poseen esqueleto o concha, ésta consiste principalmente de carbonato de calcio, ya sea calcita o aragonita. Se dividen en tres grupos:

pelecípodos o bivalvos, gasterópodos y cefalópodos.

Bivalvos:

La estructura de la concha de los bivalvos consta de 3 capas, pero solo 2 se preservan:

1) Capa interna de aragonita formada por dos capas fibrosas (está no se preserva)

2) Capa externa de calcita prismática (se preserva)

3) Capa compleja lamelar cruzada, presenta extinción irregular no ondulosa (se preserva).

Los bivalvos de conchas delgadas son pelágicos de aguas profundas, mientras que los bivalvos de conchas gruesas son neríticos de aguas someras. Los rudistas están restringidos a plataformas, rampas o a montículos en aguas tropicales.

Gasterópodos:

Las conchas de los gasterópodos son usualmente en espiral y de tamaño de mm. a 1 cm. Las conchas de los gasterópodos están constituídas de 1 a 5 capas calcáreas, pero se preservan de 2 a 3; dichas capas presentan mineralogía y microestructura característica y no contienen poros. Los gasterópodos son un grupo que se ha adaptado a ambientes marinos, aguas dulces y terrestres y tienen una distribución mundial desde el Cámbrico hasta el Reciente. Viven en ambientes marinos, también son nadadores pelágicos.

Cefalópodos:

Los cefalópodos presentan una concha dividida en cámaras y en forma espiral o recta, sus dimensiones varían desde unos cuantos milímetros hasta cerca de 10 metros, pero la mayoría de las formas probablemente caen en el rango de 2 -10 cm. La mayoría de los cefalópodos secretan una concha de aragonita, que consecuentemente es recristalizada o reemplazada por calcita.

Equinodermos

Los equinodermos están compuestos de placas individuales de calcita cuyo número es de cientos a miles. Usualmente el esqueleto de los equinodermos se desarticula rápidamente y las placas son dispersas después de la muerte del animal. Consecuentemente en secciones delgadas es más factible observar secciones transversales y longitudinales de las placas calcáreas individuales que del organismo completo; o bien, fragmentos de sus espinas. Las placas individuales tienen un tamaño que varía entre un milímetro a unos cuantos centímetros. Cada placa individual del esqueleto de un equinodermo se comporta opticamente como un cristal de calcita individual. Son exclusivamente animales marinos, usualmente de mares abiertos.

Anélidos

Los anélidos (o gusanos) están compuestos de muchos segmentos similares en forma de anillos. La segmentación se observa en la pared exterior y las estructuras internas, como nervios, músculos y órganos reproductivos, circulatorios y excretorios no se preservan. El tamaño de los anélidos varía de unos cuantos milímetros hasta de 3 metros de longitud y su diámetro de unos 25 mm.

Los gusanos viven en una variedad de ambiente como suelos, playas arenosas, lodos marinos, aguas marinas hasta la profundidad de 5,500 metros, aguas dulces y en una amplia variedad de ambientes como en órganos de humanos y otros animales.

Arqueociátidos

Los arqueociátidos son organismos extintos que fueron muy abundantes durante el Paleozoico Temprano (Cámbrico) como formadores de arrecifes. La forma característica de su cuerpo es cónica perforada, formado por dos paredes. Entre estas paredes se tienen una serie de tabiques o septos que las separaban y que bajo el microscópio pueden confundirse con fragmentos de coralesy las algas verdes, sin embargo, la diferencia fundamental es la presencia de dos semicírculos separados por los septos en los arqueociátidos.

Modificado de Folk 1962

Interpretación de láminas delgadas utilizando petrografía y ambientes sedimentarios