Escuela Centroamericana de Geología UCR - Descripción del curso · 2019-09-16 · petrografía de rocas sedimentarias, combinados con otras disciplinas de la geología, como la

Teléfono: 2511-8138 correo electrónico: [email protected] sitio web: www.geologia.ucr.ac.cr

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UNIVERSIDAD DE COSTA RICA ESCUELA CENTROAMERICANA DE GEOLOGÍA

SEDIMENTOLOGÍA G-4120

Grupo: 01 Créditos: 4 Horas Lectivas: 6 (4 horas de teoría y dos de práctica) Horario: Lunes 10:00 – 12:50 y Jueves: 10:00 – 12:50 (Aula 311 para ambos días) Requisito: G-4222 Petrografía de Rocas Sedimentarias Correquisitos: G-4110 Geología Estructural Ciclo lectivo: I - 2019 Tipo de Curso: Teórico - Práctico Profesor: Dr. Allan Astorga Gättgens Oficina: NA Correo: [email protected]; o, [email protected] /Teléfono: (506) 88268551 /

(506) 22734054

Horario y modalidad de atención a estudiantes: serán de tipo virtual para aclarar dudas. El horario para el curso será el siguiente: jueves: 15:00 – 18:00.

1. Descripción del curso En este curso se analizan tres aspectos básicos: a) los procesos de geología sedimentaria que intervienen en el desarrollo de los ambientes sedimentarios y la forma en que se reconocen, b) los ambientes sedimentarios actuales y antiguos, y c) los aspectos aplicados de la sedimentología en dos ámbitos: (i) geología ambiental aplicada al ordenamiento territorial y (ii) aprovechamiento de recursos naturales. La sedimentología tiene como herramienta fundamental de trabajo el reconocimiento de facies y su interpretación. Las herramientas técnicas que se requiere para eso, implican conocimientos básicos de técnicas de sedimentología y petrografía de rocas sedimentarias, combinados con otras disciplinas de la geología, como la geomorfología, la estratigrafía e incluso la geología estructural. En el curso, además de hacer énfasis en estos aspectos técnicos y científicos de la sedimentología se hace un especial énfasis en el uso de esas herramientas en los campos aplicados antes señalados.

2. Objetivos

mailto:[email protected]



Número de teléfono 88268551 / [email protected]

2.1 Objetivo general:

Formar al estudiante para que al final del curso disponga de las herramientas básicas de la geología sedimentaria para que pueda describir, analizar e interpretar facies sedimentarias, en su acepción ambiental, a fin de que pueda interpretar tanto ambientes antiguos, como actuales y, además, realizar pronóstico de evolución de ambientes sedimentarios, con el uso de herramientas técnicas tales como la estratigrafía de secuencias y el modelado tridimensional de ambientes sedimentarios.

2.2 Objetivos específicos:

En consideración de lo señalado en el objetivo general del curso de Sedimentología, los objetivos específicos comprenden el formar a los estudiantes para que al final de curso sean capaz de lo siguiente:

Contar con fundamentos físico-químicos involucrados en el transporte y depositación de los sedimentos. Incluyendo el análisis de todo el espectro de estructuras sedimentarias de origen físico y su utilidad en los estudios sedimentológicos.

Tener la habilidad de evaluar conceptos teóricos y modelos básicos en sedimentología.

Disponer del conocimiento necesario para el estudio de los medios sedimentarios actuales y antiguos.

Se capaz de realizar el reconocimiento y diferenciación de ambientes sedimentarios antiguos.

Contar con la capacidad de hacer el reconocimiento práctico de ambientes sedimentarios recientes y antiguos.

Disponer de los conocimientos básicos de la Estratigrafía de Secuencias aplicado a la Sedimentología.

Estar familiarizado con la aplicación práctica de la Sedimentología, en conjunción con otras ciencias, para la solución de problemas relacionados con: Geología del Petróleo, Geología Ambiental, Amenazas naturales (p.e. inundaciones, deslizamientos, flujos de gravedad, tsunamis, etc.) Hidrogeología, Geotecnia, Ingeniería de Obras de Infraestructura, etc.

Contar con entrenamiento para el levantamiento de secciones sedimentológicas. Nota: este curso se ha programado de forma consistente con el curso de Estratigrafía, de

forma tal que, en dicho curso, se profundiza sobre el tema de las estructuras

sedimentarias y el componente paleoecológico.


Al final del curso el estudiantado será capaz de:

Realizar análisis de afloramientos de rocas sedimentarias o de datos de pozos, para identificar y describir facies sedimentarias.

Capacidad para interpretar, basado en modelos analógicos comparativos, la interpretación de facies sedimentarias y de su ambiente de sedimentación.

Habilidad para levantar secciones sedimentológicas e interpretación de ambiente de depositación y evolución sedimentaria.

Capacidad para realizar análisis tridimensional de ambientes sedimentarios y desarrollo de evolución de esos ambientes, así como modelado predictivo de evolución sedimentaria.

Aplicar los conocimientos sedimentológicos y de estratigrafía de secuencias para aplicar en investigación científica de evolución de cuencas sedimentarias y su potencial de recursos geoenergéticos.

3. Contenido

PARTE I: CONCEPTOS BASICOS EN SEDIMENTOLOGIA

1. INTRODUCCION GENERAL

1.1. Sedimentología

1.2. Sedimentología y actualismo:

1.2.1. Principio de actualismo o uniformitarismo

1.2.2. La Ley de Walter

1.3. El concepto de Facies

1.4. El concepto de contacto entre estratos

1.5. El concepto de ciclos en geología sedimentaria

1.6. Asociaciones y secuencias de facies

1.7. Factores controlantes de la naturaleza y distribución de las facies:

1.7.1. Procesos Sedimentarios

1.7.2. Aporte Sedimentario

1.7.3. Clima

1.7.4. Tectónica

1.7.5 Cambios del Nivel del Mar

1.7.6 Actividad Biológica

1.7.7. Química del Agua

1.7.8. Volcanismo

2. CONCEPTOS Y MODELOS EN SEDIMENTOLOGIA

2.1. Facies, Secuencias de Facies y Modelos de Facies


2.1.1. Facies

2.1.2. Secuencias de Facies

2.1.3. Modelos de Facies

2.2. Análisis Estratigráfico Genético

2.2.1. El concepto de Arquitectura Deposicional

2.2.2. Episodios Deposicionales

2.2.3. Sistemas Deposicionales

PARTE II. PROCESOS FISICOS Y SUS RESULTADOS

3. DEPOSITACION DE SEDIMENTOS

3.1. Mecanismos de Transporte Principales:

3.1.1. Partículas Sedimentarias

3.1.2. Flujos de Partículas Sedimentarias 3.2.

Formación de Estructuras Sedimentarias Básicas:

3.2.1. Introducción y Estructuras Deposicionales

3.2.2. Formación de Ripples y Estructuras de Corriente:

3.3. Formación de Estructuras Post-Deposicionales:

3.3.1. Estructuras de Erosión:

3.3.2. Estructuras de la Superficie o Improntas:

3.3.3. Deformación Sinsedimentaria:

3.4. Mecanismos Generales de Depositación y Depósitos Resultantes:

3.4.1. Asentamiento

3.4.2. Deslizamiento Gravitacional

3.4.3. Depositación por corrientes de Densidad o Gravedad

a. Depositación en Masa

b. Depositación por Corrientes de Alta Densidad y Alta Velocidad

c. Depositación por Corrientes de Baja Densidad y Baja

Velocidad

3.4.4. Depositación por Corrientes de Fondo

3.4.5. Depositación por Corrientes Excepcionales

3.5. Identificación de Ambientes Deposicionales de Sedimentos Antiguos: Potencial

y Limitaciones

3.5.1. Introducción

3.5.2. Distancia de la Línea de Costa

3.5.3. Profundidad de Depositación

3.5.4. Paleocorrientes

3.5.5. Polaridad de Estratos


PARTE III. AMBIENTES CONTINENTALES

4. ABANICOS ALUVIALES

4.1. Introducción

4.2. Abanicos Aluviales de Regiones Húmedas

4.3. Abanicos Aluviales de Regiones Áridas

4.4 "Fan Deltas"

4.5. Modelo de Facies

5. RIOS Y CORRIENTES

5.1. Introducción

5.2. Secuencias Sedimentarias de Depósitos Recientes

5.3. Ambientes Fluviales Antiguos


6. LAGOS

6.1. Introducción

6.1.1. Localización

6.1.2. Dinámica del Agua

6.1.3. Composición Química

6.2. Depósitos Lacustrinos Recientes

6.2.1. Aporte Terrígeno

6.2.1. Contenido Orgánico

6.2.3. Influencias Químicas

6.3. Depósitos Lacustrinos Antiguos


7. ROCAS VOLCANICLASTICAS

7.1. Introducción

7.2. Terminología

7.3. Rocas Autoclásticas

7.3.1. Facies en Flujos de Brechas e Hialocastitas

7.4. Rocas Epiclásticas

7.5. Rocas Piroclásticas

7.6 Sumario


8. AMBIENTES GLACIÁRICOS

8.1 Introducción

8.2 Principales tipos de depósitos glaciáricos

8.3 Secuencias glaciáricas y ambientes del pasado

9. DESIERTOS

9.1 Introducción

9.2 Sedimentos desérticos recientes

9.3 Sedimentos desérticos antiguos

I PARCIAL

PARTE IV. AMBIENTES TRANSICIONALES Y DE PLATAFORMA

10. DELTAS Y ESTUARIOS

10.1. Mecanismos Hidrodinámicos y de Sedimentación

10.1.1. Influencias fluviales, lacustres y marinas

10.1.2. Antagonismos entre influencias marinas, lacustres, referencia a estuarios.

10.1.3. Acumulación y destrucción de sedimentos en Sistemas Deltaicos.

10.2. Formación de Complejos Deltaicos

10.2.1. Deltas dominados por procesos fluviales

10.2.2. Deltas dominados por las olas

10.2.3. Deltas dominados por las mareas

10.3. Deltas y Estuarios Fósiles


11. AMBIENTES LITORALES

11.1 Mecanismos Hidrosedimentarios


11.1.2. Olas costeras

11.2. Ambientes Detríticos

11.2.1. Principales tipos de ambientes detríticos

11.2.2. Ambientes Litorales Modernos

11.2.3. Ambientes Litorales Antiguos

11.2.4. Modelo de Facies

11.3. Ambientes Evaporìticos y Carbonatados

11.3.1. Sabkhas y Llanuras de marea en climas áridos

11.3.2. Llanuras de Marea y Lagunas en regiones húmedas


11.3.3. Depósitos litorales antiguos

11.4.4. Modelo de Facies

12. AMBIENTES DE PLATAFORMA

12.1 Mecanismos Hidrosedimentarios Generales

12.2 Ambientes Detríticos

12.2.1. Facies Sedimentarias

12.2.2. Secuencias Sedimentarias

12.2.3. Tipos de Plataformas Detríticas

12.2.4. Modelo Integral de Facies

12.3 Ambientes Carbonatados


12.3.2. Arrecifes

12.3.3. Plataformas Carbonatadas - "birds-eyes".

12.3.4. Taludes Carbonatados

12.3.5. Plataformas Carbonatadas Antiguas: Morfología y Litofacies

PARTE V. AMBIENTES DE TALUD Y MARES ABIERTOS

13. AMBIENTES MARINOS ABIERTOS

13.1 Sedimentación y Relieve Submarino


13.1.2. Los márgenes continentales

13.1.3. Planos Abisales

13.2 Dinámica de Sedimentación de Aguas Profundas

13.2.1. Márgenes Continentales

a. Condiciones para la Sedimentación

b. Mecanismos de Resedimentación

c. Abanicos de Aguas Profundas 13.2.2. Cuencas Marinas Abiertas

a. Planos Abisales

b. Cuencas Intraoceánicas

c. Trincheras de aguas profundas

13.3 Principales Sedimentos de Aguas Profundas

11.3.1. "Oozes" Carbonatados

11.3.2. "Oozes" Silíceos

11.3.3. "Oozes" Arcillosos

11.3.4. Nódulos de Manganeso o Polimetálicos

11.3.5. Sedimentos Metalíferos e Hidrotermales


13.4 Otros Sedimentos

13.5 Tectónica Global vs. Sedimentación de Aguas Profundas

II PARCIAL

PARTE VI. SEDIMENTOLOGIA APLICADA

14. ESTRATIGRAFIA DE SECUENCIAS

14.1 Introducción

14.2 Conceptos básicos

14.3 Secuencias depositacionales

14.4 Cambios relativos del nivel de mar

14.5 Parasecuencias

14.6 Systems tracts

14.7 Consideraciones finales (aplicaciones)

III PARCIAL

4. Metodología

El curso comprende 6 horas semanales de lecciones, cuatro de ellas de teoría y dos de tipo práctico. Se complementan además con dos giras de campo y trabajos de investigación realizados por los estudiantes como trabajo extra clase. Las clases de teoría comprenden en conferencias magistrales dadas por el profesor del curso, con ejemplos prácticos de la aplicación de los conocimientos en temas tales como geología ambiental, gestión del riesgo, ordenamiento territorial, investigación geológica de recursos geoenergéticos y cartografiado geológico. Las clases de práctica, comprenden el acompañamiento a de los estudiantes en la realización de los trabajos de investigación asignados, así como sesiones abiertas de discusión sobre temas sedimentológicos aplicados de relevancia, tales como las represas hidroeléctricas, la construcción de obras portuarias, gestión del riesgo, erosión costera y cambio climático, hidrogeología y otros temas vinculados a los diferentes temas que se vaya viendo en los diferentes capítulos. En las giras de campo, se realizará un trabajo práctico con lo estudiantes para que realicen reconocimiento y descripción de facies según la acepción utilizada en Sedimentología. Se dará especial énfasis al reconocimiento de estructuras sedimentarias y a la metodología práctica de descripción de facies, levantamiento de columnas sedimentológicas y elementos de interpretación de estratigrafía secuencial. Como producto de la gira, cada estudiante o grupo de estudiantes, deberán elaborar una columna sedimentológica con la


descripción de las facies identificadas, del ambiente sedimentario interpretado y la interpretación desde el punto de vista de estratigrafía secuencial.

5. Cronograma

N° de

semana

Teoría Teoría/Laboratorio/práctica

(lo que corresponda)

Fecha

Día/Mes

Tema/Evaluación/Gira


Fecha

Día/Mes



1 11.03.2019 Presentación del curso y

del Programa / Capítulo 1

14.03.2019 Asignación del Primer trabajo

de investigación / Instrucción

práctica sobre elaboración de

columnas sedimentológicas

2 18.03.2019 Capítulo 2 21.03.2019 Práctica sobre el trabajo de

investigación 1 y práctica

sobre descripción de facies

sedimentarias

3 25.03.2019 Gira de Geología de

Campo

28.03.2019 Gira de Geología de Campo

4 01.04.2019 Capítulo 3 04.04.2019 Practica sobre el trabajo de

investigación 1 y práctica

sobre reconocimiento de

estructuras sedimentarias

5 09.04.2019 Trabajo de investigación 1

(trabajo de los estudiantes

en grupo)

11.04.2019 Trabajo de investigación 1

(trabajo de los estudiantes en

grupo)

6 15.04.2019 Semana Santa 18.04.2019 Semana Santa

7 22.04.2019 Capítulo 4 / 5

25.04.2019 Gira el 24.04.2019

Trabajo práctico sobre los

resultados obtenidos en la

gira

8 29. 04.2019 Capítulo 7/8/9 02.05.2019 Presentación del trabajo de

Investigación 1

9 06.05.2019 Capítulo 10 09.05.2019 Primer Examen

(teórico y práctico)


N° de

semana

Teoría Teoría/Laboratorio/práctica


Fecha

Día/Mes



Fecha

Día/Mes



10 13.05.2019 Capítulo 11 16.05.2019 Asignación Trabajo de

Investigación 2

11 20.05.2019 Investigación de los

estudiantes sobre

Trabajo de investigación 2

23.05.2019 Trabajo practico con los

estudiantes sobre el avance

del trabajo de investigación 2

12 27.05.2019 Capítulo 13 30.05.2019 Gira de Geología de Campo

13 03.06.2019 Capítulo 14, parte 1 06.06.2019 Segundo Examen

14 10.06.2019 Capítulo 14, parte 2 13.06.2019 Gira de Geologia de Campo

15 17.06.2019 Capítulo 14, parte 3

20.06.2019 Gira el 19.06.2019

Discusión practica sobre los

resultados de la gira

16 24.06.2019 Capítulo 14, parte 4

27.06.2019 Trabajo práctico sobre

Estratigrafía de secuencias 1

17 01.07.2019 Preparación de los

estudiantes para

aplicación de la

Sedimentología en la

Campaña Geológica

04.07.2019 Trabajo práctico sobre

Estratigrafía de secuencias 2

18 08.07.2019 Tercer Examen

11.07.2019 Preparación de los

estudiantes para aplicación de

la Sedimentología en la

Campaña Geológica

19 15.07.2019 Notas del curso 18.07.2019 Examen de ampliación

6. Evaluación

La evaluación del curso se realizará por medio de exámenes e investigaciones

especiales, trabajo en giras de campo y asistencia a las clases, incluyendo la

participación en las mismas.


La subdivisión de la nota 100 % es la siguiente:

Tema

%

I Examen 20 %

II Examen 20 %

III Examen 20 %

Trabajo de Investigación I 15 %

Trabajo de Investigación II 15 %

Trabajo en giras de campo1 10 %

Total 100 %

El trabajo de Investigación I, comprende con un análisis de fotointerpretación con

criterios sedimentológicos de un terreno seleccionado por el profesor, a fin de que los

estudiantes en grupos puedan realizar un mapa de facies sedimentarias y determinar

su evolución. Para esta práctica se obtendrás fotografías aéreas de diferentes

tiempos registradas por el Instituto Geográfico Nacional de Costa Rica y, también, en

plataformas digitales, como Google Earth. El objetivo es que el estudiante aprenda

a realizar mapas de facies sedimentológicas y establezca la aplicación práctica de

los mismos.

El trabajo de investigación 2, se refiere al análisis sedimentológico y de estratigrafía

secuencias de las diversas cuencas sedimentarias de Costa Rica. El trabajo se hará

en grupos, y se cubrirán las siguientes cuencas sedimentarias:

- Cuenca Antearco Sámara Cabo Blanco

- Cuenca Antearco Tempisque

- Cuenca Trasarco San Carlos

- Cuencas Trasarco Limón Norte

- Cuenca del Valle Central

1 La nota de la gira de campo, se dará con la presentación de la columna levantada y la exposición de la misma al resto de los estudiantes. El profesor establecerá la nota, según la calidad de la presentación, el grado de comprensión de la materia por parte del estudiante y el manejo del tema.


- Cuenca de Térraba

- Cuenca de Limón Sur

Los estudiantes tendrán que realizar una investigación bibliográfica y construir una

columna sedimentológica general para la cuenca, así como una interpretación de

estratigrafía secuencial para la misma. Como producto del trabajo en grupo, se

generará una conferencia que los estudiantes deberán presentar al resto de los

grupos. Como parte del trabajo práctico, se harán diferentes discusiones sobre las

aplicaciones prácticas de la investigación realizada.

7. Bibliografía

Reading, H. (ed.) 1986, Sedimentary environment and facies, Blackwell, Oxford, 636

págs.

Chamley, H, 1990, Sedimentology. Springer, Verlag, 285 págs.

Arche, A. (Ed.) 2010, Sedimentología Del proceso físico a la cuenca sedimentaria,

Madrid, España 1287 págs.

Levorsen, A.I. (1954), Geology of Petroleum, San Francisco, 703 págs.

Emery, D. & Myers, K.J., 2003: Sequence Stratigraphy, Uxbridge, London, 297 págs.

Vera, T. (1994): Estratigrafía. Principios y métodos. Editorial Rueda, Madrid, 801 p.

Potter, P.E. & Pettijohn, F.J. (1977): Paleocurrents and Basin Analysis. Springer –

Verlag, 425 págs.

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