Procesos Diagenéticos en Sedimentos: Compactación, Cementación y Alteración

Conceptos Básicos de la Diagénesis

1. La halmirolisis es un término frecuentemente utilizado para las reacciones de diagénesis que tienen lugar en la interfase sedimento-agua marina.
2. El término Anquizona se utiliza para definir la transición entre diagénesis y metamorfismo.
3. La sedimentogénesis es un estadio durante el cual tiene lugar la formación de sedimento.
4. La Sindiagénesis corresponde a la fase de compactación. Comienza en el momento en que los clastos se depositan y se caracteriza por la presencia de aguas que son expulsadas muy lentamente.
5. Early burial stage está controlado por las aguas intersticiales que han sido modificadas químicamente por organismos (bacterias) y corresponde a una zona reductora.
6. La Mesodiagénesis corresponde a la fase de compactación y maduración. En ella los sedimentos se litifican, produciendo una reducción de la porosidad y una expulsión progresiva de las aguas intersticiales.
7. La Epidiagénesis. Fase emergente y postdiastrófica. Se produce la reintroducción de las aguas meteóricas y con movimiento hacia abajo. Se producen mineralizaciones características de una zona reductora.
8. La Eodiagénesis corresponde al estadio eogenético que va desde la sedimentación hasta que el sedimento queda fuera de los procesos que operan en la interfase aire-sedimento o agua-sedimento.
9. La Telodiagénesis incluye los procesos que tienen lugar al final de la Mesodiagénesis hasta la meteorización.

Diagénesis en Gravas

10. En gravas caladas se produce una pequeña compactación en un estado de diagénesis inicial muy próximo a la sedimentación.
11. El proceso más importante en la diagénesis de las gravas es la compactación, que produce reducción de volumen y reducción de la porosidad.
12. En gravas caladas con componentes estables (Qz, Chert, Metacuarcita) la compactación es nula y la reducción de la porosidad es solo por cementación.
13. En gravas de componentes inestables (micas, fragmentos de rocas) la compactación mecánica es baja y la cementación también es baja.
14. En gravas con matriz, los procesos diagenéticos más frecuentes son la cementación que reduce la porosidad y la disolución que aumenta la porosidad.

Influencia de la Compactación, Cementación y Disolución en la Porosidad y Permeabilidad

15. La permeabilidad es obviamente reducida por la compactación y cementación e incrementada por la disolución.
16. La reducción de los poros en las gravas, después de la sedimentación y subsecuente enterramiento, está influenciada por la composición del sedimento, de los fluidos intersticiales, las condiciones de circulación de las aguas subterráneas y la magnitud de la presión ejercida por los sedimentos suprayacentes.
17. Los fluidos expelidos en la compactación de las lutitas son los responsables de muchos de los procesos diagenéticos que afectan a las areniscas suprayacentes, provocando cementaciones, reemplazamientos, corrosiones o disoluciones.

Características Diagenéticas en Areniscas y Litoarenitas

18. Las litoarenitas, típicas de cuencas profundas, muestran atributos muy significativos del estadio Filomórfico, es decir autigénesis de micas y feldespatos, características del enterramiento tardío.
19. En los depósitos fluviales, la clorita y la vermiculita son los principales minerales cementantes.
20. La evidencia más clara que una arena ha sufrido diagénesis es la textural, particularmente la presencia de reemplazamientos pseudomórficos.

Procesos Diagenéticos Comunes

21. La disolución incongruente o alteración se consideran uno de los procesos diagenéticos más comunes, ya que incluyen en él la caolinitización de los granos de feldespato, tan frecuente en la diagénesis.
22. La tamización salina es un fenómeno en el cual la membrana semipermeable de arcilla (illita y esmectita) permite el paso de los iones de las aguas intersticiales, lo que explica la alta salinidad de los niveles de areniscas limitados por lutitas.
23. La cementación de calcita en areniscas, bajo niveles de arcilla, se debe a la tamización salina y el incremento de la salinidad.
24. Cambios en la composición de las aguas subterráneas debido a mezclas con otras aguas que circulan por zonas adyacentes, pueden quedar sobresaturadas provocando con ello disolución.
25. La porosidad y permeabilidad de una arena es reducida en gran parte en las primeras etapas de la diagénesis de enterramiento, los mecanismos que la provocan son principalmente la compactación, cementación, reemplazamiento y recristalización.
26. Se puede producir porosidad secundaria, por disolución de minerales autígenos, con lo que la porosidad puede renovarse en profundidad.
27. En la diagénesis química los minerales se disuelven, transfieren y precipitan a partir de soluciones acuosas que se mueven por las areniscas. La fuente principal del agua sería la deshidratación de las lutitas intercaladas con las areniscas.

Factores que Influyen en la Compactación

28. La compactación mecánica es el proceso más importante que puede causar la orientación paralela de los minerales de arcilla.
29. La compactación de los sedimentos en cuencas deposicionales está influenciada por factores como la composición química y mineralógica de los sedimentos, composición química de los fluidos intersticiales y factores texturales.
30. Respecto a arenas, Meade (1966) concluye que las mejor seleccionadas tienen mayor porosidad y que las angulosas tienen mayor porosidad inicial.
31. Las mezclas con micas incrementan la porosidad, compresibilidad y elasticidad de las arenas.
32. Los factores inhibidores de la compactación se incluyen cambios diagenéticos en general como el neomorfismo y la cementación.

Transferencia de Sustancias y Fuentes de Cemento

33. Las aguas que circulan de un nivel de areniscas a otro, pueden ser más salinas por filtración a través de la membrana de arcilla o salt sieving.
34. Se pueden transferir por el sedimento grandes cantidades de substancias minerales disueltas como resultado de la existencia de gradientes de presión, con lo cual partículas cargadas de tamaño iónico se mueven sin que necesariamente lo haga el agua.
35. Para areniscas asociadas a cuencas cratónicas, las fuentes más lógicas de cemento serían la disolución por presión, diagénesis de minerales de arcilla, reemplazamiento de silicatos por carbonatos y/o alteración de los feldespatos.
36. Para litoarenitas, la fuente de sílice debería ser la diagénesis de los minerales de arcilla, alteración de vidrios volcánicos, reemplazamiento de silicatos, disolución de organismos silíceos y/o disolución de ortopizarras silíceas.

Formación de Grauvacas

37. La formación del cemento filosilicático, contribuye a la aparición de gran cantidad de matriz arcillo-micácea en las areniscas y como consecuencia a la grauvaquización.
38. Gran parte de la matriz de una grauvaca es producto de la alteración diagenética de los fragmentos de rocas lábiles. *Lábil (compuesto fácil de transformar en otro más estable).
39. Las grauvacas además del cemento filosilicático pueden presentar cementos carbonáticos y ceolíticos.

Reducción de Porosidad y Permeabilidad en Areniscas

40. En areniscas ricas en fragmentos lábiles son más susceptibles de sufrir reducción de la porosidad-permeabilidad por compactación mecánica, deformación plástica, alteración mineralógica de los constituyentes y disolución por presión.