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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL CARMEN
FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS Y PETROLERAS
Alumno:
Bonifacio Hernández López
Profesor:
Agustín Julián Baldit Sandoval
Materia:
Geología de Yacimientos de Fluidos
Tema:
Ambientes Sedimentarios y Trampas Geológicas
14 de octubre del 2014, Cd. del Carmen, Campeche.
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Índice
Contenido
Introducción ........................................................................................................................................ 3
Ambientes Sedimentarios ................................................................................................................... 4
Tipos de Ambientes Sedimentarios................................................................................................. 6
Ambientes continentales ........................................................................................................... 7
Ambientes de Transición ........................................................................................................ 15
Ambientes Marinos .................................................................................................................. 20
Trampas geológicas ........................................................................................................................... 26
Trampas estructurales ................................................................................................................... 28
Trampas Estratigráficas ................................................................................................................ 32
Trampas Combinadas o Mixtas ..................................................................................................... 37
Conclusión ......................................................................................................................................... 40
Bibliografía ........................................................................................................................................ 41
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Introducción
Las diferentes partes de la superficie de la tierra son física, química y
biológicamente distintas unas de otras tales como su temperatura,
profundidad del agua incidencia solar, salinidad, pH, disponibilidad de
oxígeno, minerales, cubierta vegetal, bio erosión, bio precipitación,
precipitación del sedimento, etc. Así como los procesos sedimentarios que
tienen ciertas etapas tales como el intemperismo, transporte, depositacion y
litificación. Todos estos procesos sedimentarios presentan una influencia
geográfica definidos por una serie de factores y en conjunto forman lo que es
un ambiente sedimentario. Así como también las trampas geológicas que
tienen una gran variedad de estructuras selladas con capacidad de retener
hidrocarburos, tal como una falla o un pliegue, estas trampas estratigráficas
se forman donde los cambios producidos en el tipo de roca permiten la
retención de hidrocarburos.
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Ambientes Sedimentarios
Un ambiente deposicional o ambiente sedimentario es simplemente un
punto geográfico donde se acumulan los sedimentos. Cada lugar se
caracteriza por una combinación particular de procesos geológicos (procesos
sedimentarios) y condiciones ambientales (físicas, químicas y biológicas) que
la diferencian de zonas adyacentes. Algunos sedimentos, como los
sedimentos químicos que precipitan en cuerpos acuáticos, son únicamente el
producto de su ambiente sedimentario. Es decir, los minerales que los
componen ser originaron y se depositaron en el mismo lugar. Otros
sedimentos se forman lejos del lugar donde se acumulan. Estos materiales
son transportados a grandes distancias de su origen por una combinación de
gravedad, agua, viento y hielo.
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En cualquier momento la situación geográfica y las condiciones ambientales
de un ambiente sedimentario determinan la naturaleza de los sedimentos
que se acumulan. Por consiguiente los geólogos estudian atentamente los
sedimentos en los ambientes deposicionales actuales porque los rasgos que
encuentran también pueden observarse en rocas sedimentarias antiguas.
Aplicando el conocimiento minucioso de las condiciones presentes en la
actualidad, los geólogos intentan reconstruir los ambientes antiguos y las
relaciones geográficas de un área en el momento en un conjunto concreto de
capas sedimentarias se depositó.
Los ambientes sedimentarios varían en su persistencia en el tiempo, en el tamaño del área ocupada y en la uniformidad o variabilidad de sus condiciones. Es importante destacar que los ambientes sedimentarios no son todos idénticos y sus límites no son netos, situación que dificulta la labor de su definición y clasificación.
Entre las características físicas que individualizan los ambientes sedimentarios, se incluyen aspectos dinámicos como la velocidad, dirección y variaciones en el movimiento del fluido que condicionan el medio, corrientes de agua, oleaje, mareas, vientos, etc., así como los parámetros geográficos y climáticos del mismo, como son el tipo de meteorización, clima, temperatura, humedad, frecuencia de las heladas, precipitación, etc.
Entre las características químicas hay que considerar la salinidad, las condiciones de potencial óxido reducción (eH) y nivel de acidez (pH) del medio, la geoquímica de la roca madre y la interacción química entre el sedimento y el ambiente. El estudio de los minerales autígenos dentro de un ambiente, resulta de gran utilidad en la determinación de dichas condiciones químicas.
Entre las características biológicas hay que destacar todo lo referente a la flora y su influencia en los procesos sedimentarios, formación de suelos, erosión y fauna, así como las correspondientes interacciones con el ambiente que puede motivar la individualización de algún ambiente sedimentario.
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Tipos de Ambientes Sedimentarios Los ambientes sedimentarios suelen estar localizados en una de las tres
categorías: continental, marina o de transición (línea de costa). Cada uno
consiste en un área donde el sedimento se acumula y donde los organismos
viven y mueren. Cada uno produce una roca o una agrupación sedimentaria
característica que refleja las condiciones predominantes.
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Ambientes continentales
Los ambientes continentales están dominados por la erosión y la deposición
asociada a corrientes. En algunas regiones frías, las masas de hielo glaciar en
movimiento sustituyen el agua corriente como proceso dominante. En las
regiones áridas (así como en algunos puntos litorales) el viento asume mayor
importancia. Es evidente que la naturaleza de los sedimentos depositados en
los ambientes continentales recibe una fuerte influencia del clima.
Ambientes fluviales: Las corrientes son el agente dominante de la alteración
del paisaje, erosionando más tierra y transportando y depositando más
sedimentos que cualquier otro proceso. Además de los depósitos fluviales, se
depositan grandes cantidades de sedimentos cuando las crecidas periódicas
inundan valles amplios y llanos, denominados llanura de inundación. Donde
emergen corrientes rápidas de área montañosa hacia una superficie más
llana, se forma una acumulación sedimentaria en forma de cono
inconfundible conocida como abanico aluvial.
-Rectos (Straight)
-Anastomosados (Anastomosing)
-Meandricos (Meandering)
-Trenzado (Braided)
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Ambiente glaciar: En localizaciones frías de alta latitud o elevada altitud, los
glaciares recogen y transportan grandes volúmenes de sedimentos. Los
materiales depositados directamente del hielo suelen ser mezclas
desordenadas de partículas con tamaños que oscilan entre las arcillas y los
bloques. El agua procedente de la fusión de los glaciares transporta y
deposita algunos de los sedimentos glaciares, creando acumulaciones
estratigráficas, ordenadas.
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Ambientes eólicos: La obra del viento y los depósitos resultantes se llaman
eólicos. A diferencia de los depósitos glaciares, los sedimentos eólicos, están
bien clasificados. El viento puede levantar el polvo fino hacia la atmósfera y
transportarlo a grandes distancias. Donde los vientos son fuertes y la
superficie no está fijada por la vegetación, la arena es transportada más cerca
del suelo, donde acumula en dunas. Los desiertos y las costas son lugares
habituales de este tipo de depósitos.
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La erosión eólica, está dada por dos procesos:
.Abrasión (lijar)
.Deflación (soplar)
Existen tres formas de transporte del aire:
.Por arrastre
.Saltación
.Suspensión
Ambientes lacustre: Presentan una gran variabilidad según la dimensión,
situación climática, superficie drenada, profundidad, etc., y se pueden
acumular sedimentos terrígenos relacionados con un importante transporte
fluvial, incluso con desarrollo de deltas marginales, a sedimentos muy
salinos, con evaporitas, en climas áridos y de escasa aportación fluvial. Por
ejemplo las cuencas desérticas son lugares donde ocasionalmente se forman
lagos playa poco profundos tras fuertes lluvias o periodos de fusión de la
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nieve en las montañas adyacentes. Se secan con rapidez, y algunas veces
dejan atrás evaporitas y otros depósitos característicos. En las regiones
húmedas, los lagos son estructuras más duraderas y sus aguas tranquilas son
excelentes trampas para los sedimentos. Los pequeños deltas, las playas y las
barras se forman a lo largo de la orilla del lago, y los sedimentos más finos
acaban reposando en el fondo del lago.
Algunas de las características de los ambientes lacustres son las siguientes: -Un ambiente lacustre está controlado por las olas relativamente pequeñas y las corrientes moderadas de los cuerpos de agua terrestres ya sean dulces o salinos. -Los lagos de agua dulce pueden ser sitios de depositacion química de materia orgánica y carbonatos. -Los lagos salinos tales como los que se encuentran en los desiertos evaporan y precipitan una variedad de minerales evaporíticos tales como la halita.
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Ambientes de Transición
Son ambientes situados en la zona límite continente-mar, y los sedimentos se acumulan tanto por aportación continental como marina. La fuerte intensidad de sedimentación da lugar a cambios continuos en la morfología y delimitación en la línea de costa, por lo que los ambientes sedimentarios que aparecen, son de gran complejidad y a veces de difícil separación.
Ambiente deltaico: Se localiza en las desembocaduras fluviales, donde descarga la mayor parte del sedimento transportado, provocando un avance de las zonas que se rellenan con sedimentos sobre el mar. Por su morfología, se pueden distinguir deltas aislados de los complejos deltaicos, según la separación e interacción entre las desembocaduras fluviales. L a formación de deltas y sus características morfológicas depende de la cantidad de sedimentos aportados por el río, del grado de dispersión en la desembocadura y de los mecanismos marinos de eliminación y redistribución del sedimento.
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Ambiente de playa: En las zonas de costas no afectadas por desembocaduras fluviales, se desarrollan los ambientes de playa y de islas barreras, formadas por acumulaciones arenosas que se adosan a la costa o crecen a expensas del arrastre por deriva litoral , a cierta distancia aislando una masa de agua marina semicerrada un lagoon, o laguna litoral. Las facies asociadas a playas e islas barreras son fundamentalmente arenosas, mientras que en el interior de la laguna predominan los limos y arcillas. Si la isla barrera se corta por la influencia de mareas o tormentas, se desarrollan asociados a la apertura, pequeñas facies con geometría de deltas que se han llamado deltas maréales.
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Llanura de mareas o marismas: Corresponden a costas muy planas, donde la marea cubre alternativamente superficies extensas, y pueden presentarse también en el interior de zonas protegidas por barreras o arrecifes. Las facies corresponden a sedimentos muy finos, con gran actividad orgánica y fuerte bioturbación, y donde las amplias variaciones en morfología que se presentan durante los ciclos maréales originan grandes variaciones de facies en los sedimentos. Suelen distinguirse llanuras de mareas terrígenas, con la aportación de sedimentos finos terrígena, y llanuras de mareas carbonatadas con aportación de fangos con composición de carbonato cálcico, a veces también transportado en suspensión desde el mar, o generado en la propia marisma por actividad orgánica, fundamentalmente de algas. En climas áridos, se forman sedimentos dolomíticos incluso depósitos de yeso y anhidrita por la fuerte evaporación del agua intersticial durante los momentos de bajada de mareas. En climas húmedos puede haber un fuerte desarrollo de vegetación continental que provocará la formación de extensos depósitos de turberas que posteriormente pueden evolucionar a carbón.
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Ambientes Marinos
Corresponden a ambientes en que la energía de transporte es función de la
dinámica marina, y donde los sedimentos llegan generalmente a través de los
ambientes de transición, ya sea por removilizacion y erosión, o porque los
sedimentos los atraviesan sometidos a la influencia de su mecanismo de
transporte. Los ambientes marinos se dividen según su profundidad:
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Ambiente de plataforma: Se extiende por toda la plataforma continental,
desde el borde de la zona submareal, y una de sus características es la fuerte
dispersión a que están sometidos los sedimentos por la acción del oleaje,
mareas, corrientes marinas y tormentas. L a litología es muy variable,
predominando las arenas en las zonas más agitadas y próximas a las zonas de
aporte (costas), y limos y arcillas finas en las zonas más alejadas y en calma.
En las zonas más alejadas de la costa, o de los lugares de aportación de los
sedimentos, son frecuentes largos episodios de interrupción o atenuación de
la sedimentación, y acusa en un endurecimiento de la superficie del
sedimento, los suelos endurecidos o hard ground, generalmente
acompañados por procesos de diagénesis, pudiendo estar representados, en
pequeños espesores, grandes periodos de tiempo, llamándose estas delgadas
sucesiones series condensadas. Las secuencias están, al igual que en la
sedimentación litoral, con la que enlazan lateralmente, muy influenciadas por
procesos de transgresión y regresión. En su conjunto la sucesión de una serie
transgresiva y regresiva define un ciclo sedimentario.
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Ambiente de talud: En el exterior de la plataforma continental se encuentran
estos ambientes de talud y marino profundo, que por la distribución de facies
depositadas y mecanismos de aportación de sedimentos son más conocidos
como ambientes de abanicos submarinos o de turbiditas. Son sedimentos
que por la acción de corrientes, oleaje, tormentas, etc., llegan al borde de la
plataforma donde son empujados, a veces sencillamente por inestabilidad
mecánica, hacia el exterior de la plataforma, abriéndose camino por los
cañones submarinos, y llegan a la base del talud desde donde se extiende en
forma de abanicos por el fondo marino hasta que se atenúa la corriente
densa, corriente de turbidez, que los ha introducido con diversos
mecanismos de transporte en masa.
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Ambiente abisal: En éste la sedimentación es poco intensa y hacia el interior
de los océanos van desapareciendo paulatinamente los depósitos más
antiguos, debido a que puede aparecer corteza oceánica de edad posterior a
los sedimentos considerados. La mayor parte de los sedimentos en los fondos
oceánicos son pelágicos y de composición orgánica silícea o arcillosa
terrígena. Sobre los dorsales, la sedimentación en poco importante, y
compuesta casi exclusivamente de restos de productos volcánicos y material
muy fino arcilloso y silíceo (éste de procedencia orgánica) que llega hasta en
interior del océano en suspensión (material pelágico).
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Trampas geológicas
Una trampa petrolífera o trampa de petróleo es una estructura geológica que
hace posible la acumulación y concentración del petróleo, manteniéndolo
atrapado y sin posibilidad de escapar de los poros de una roca permeable
subterránea. El petróleo así acumulado constituye un yacimiento petrolífero
y la roca cuyos poros lo contienen se denomina roca almacén.
- Roca almacén. Roca porosa y permeable en la cual se acumulan los hidrocarburos, siendo las más comunes areniscas y calizas.
- Roca sello. Rocas que impiden a fuga del fluido hacia otro medio, siendo las principales: arcilla, anhidrita y arcillas calcáreas. - Cierre. Es la distancia vertical entre el punto más alto de la trampa y un
cierto nivel, por debajo del cual migra el petróleo. En general existen dos
tipos de cierres: estructurales y prácticos.
Tipos de Trampas: Las trampas petrolíferas pueden ser clasificadas de diversos tipos, de acuerdo a diferentes Autores; pero la clasificación más adecuada para el estudio de éstas se dividen en 3, las cuales son: estructurales, estratigráficas y mixtas.
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Elementos de una Trampa: a. Cresta: punto estructural más alto. b. Punto inferior de cierre o punto derrame. c. Contacto Agua-Petróleo (CAP) Condiciones Indispensables para la existencia de una Trampa Petrolífera. d. Roca almacén o reservorio: Roca porosa y permeable en la cual se acumulan los hidrocarburos, siendo las más comunes areniscas y calizas de arrecifes. e. Roca sello: Estas rocas presentan una baja permeabilidad impidiendo que
se escape el petróleo y los gases, generalmente son rocas ricas en arcillas,
también pueden ser sello: rocas volcánicas, calizas poco permeables, entre
otras.
f. Cierre: Es la distancia vertical entre el punto más alto de la trampa y un cierto nivel, por debajo del cual migra el petróleo. En general existen dos tipos de cierres: estructurales y prácticos.
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Trampas estructurales
Los yacimientos estructurales pueden ser de diferentes tipos como fracturas
en rocas calizas o rocas ígneas, discordancias, fallas, fallamientos en
areniscas, sinclinales anticlinales, domos salinos, etc.
Cuando la causa es tectónica. Puede ser una falla que ponga en contacto una
roca impermeable con otra porosa, produciendo un escalón en donde se
acumula el petróleo, o más frecuentemente por un pliegue anticlinal, que
forma un recipiente invertido en el que queda atrapado el petróleo en su
lenta huida hacia la superficie.
Tipos:
Anticlinales: forma de arco y fueron los primeros tipos de trampas
reconocidos. Se forman en áreas de compresión, pueden tener múltiples
zonas de producción y formar campos gigantes.
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Anticlinales Recortados: El tope ha sido erosionado y se encuentra cubierto
por una discordancia
Fallas Normales: producidas por fuerzas de tensión, la trampa se encuentra
en el bloque levantado.
Fallas Inversas: producidas por fuerzas de compresión. La trampa se
encuentra en el bloque levantado.
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Anticlinal Fallado: forman barreras impermeables y divide la estructura en
yacimientos separados. Las lutitas cortadas por el plano de la falla ayudan a
formar estas trampas.
Domos: un domo es un anticlinal circular o elíptico. Se forma por la intrusión
de una roca ígnea o por un evento diapírico de sal o shale.
Bloques Fallados Inclinados: rocas sedimentarias, que fueron fracturados e
inclinados por fallas normales. Actualmente se hallan cubiertos por
sedimentos.
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Pliegues de arrastre en Fallas de Thrust: Las fallas de thrust son fallas
inversas de bajo ángulo que pueden ocurrir en zonas de cinturones
deformados.
Reservorios Fracturados: las fracturas aumentan la porosidad, mejorando la
permeabilidad de la roca reservorio. Las fracturas ocurren donde la roca ha
sido plegada o movida a lo largo de una falla.
Anticlinales Tipo Rollover sobre Fallas de Crecimiento: las fallas de
crecimiento ocurren hacia la cuenca,
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Trampas Estratigráficas
Son aquellas en las que los procesos orogénicos están ausentes o tienen muy
poca importancia, aquí el yacimiento se forma por cambios litológicos en las
formaciones-almacén, independientemente de las posibles estructuras
producidas por procesos orogénicos. Se considera dentro de esta categoría
las trampas que no aparecen relacionadas con estructuras claramente
definidas, tales como las que se encuentran en flancos de pliegues, en zonas
de plegamiento monoclinal o subhorizontal, arrecifes, trampas secundarias,
etc.
Tipos:
Discordancias: es una superficie de erosión que cubre estratos inclinados. La
roca reservorio se encuentra localizada debajo de ella y la roca sello encima.
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Arenas superpuestas (onlap): estas arenas son arenas de playa, que fueron
depositadas sobre una superficie discordante como una línea de playa.
Cordones de Arena – Tipo Canal: son cuerpos de arenas granodecrecientes
alargadas y delgadas perpendiculares a la línea de costa. Debido a que
frecuentemente están rodeadas de shales, generalmente están saturadas de
hidrocarburos.
Arrecifes Barrera: son arrecifes alargados, separados de la tierra por una
laguna. La llanura calcárea arrecifal es originalmente una buena roca
reservorio, mientras que la laguna calcárea no lo es.
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Atolones: Originalmente la llanura calcárea circular arrecifal es
potencialmente una buena roca reservorio, La porosidad puede variar con el
tiempo. Los atolones pueden forman campos gigantes.
Arenas Pinchadas Buzamiento Arriba: un pinchamiento o cuña de arenisca
en un shale forma una trampa. Son comunes en llanuras costeras donde el
buzamiento se levanta en dirección del continente. Tienden a ser trampas
pequeñas.
Bancos de Oolitos: Las corrientes y el oleaje lavan los oolitos y los distribuyen
en depósitos elongados. Varios bancos pueden encontrarse distribuidos
paralelamente, formando campos más grandes.
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Penachos y Mesetas Arrecifales: son pequeños arrecifes circulares. Los
penachos están localizados en el lado de la cuenca de una barrera arrecifal y
las mesetas en el lago.
Biohermos: son depósitos como montículos o lentes delgados de calizas
biológicas formados por organismos que crecieron allí. Tienden a formar
campos pequeños y aislados.
Granitos Lavados: es una arenisca formada por la meteorización de un
granito basal. Forma una cubierta de arenisca sobre los flancos de un cuerpo
granítico. Las rocas fuente ocurren en profundidad a lo largo de los flancos.
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Dolomita Sedimentaria: esta dolomita es formada por alteración de caliza en
la zona de supramareas, esta suprayacida por una capa de sal (ambientes
evaporíticos). La fluctuación del nivel del agua, puede formar numerosas
trampas de este tipo.
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Trampas Combinadas o Mixtas
En este tipo de trampas el yacimiento se ha originado por la acción conjunta
de fenómenos tectónicos y sedimentarios. Aunque en ese tipo de
yacimientos se pueden incluir muchas trampas de las que hemos considerado
como estratigráficas, cuando los cambios litológicos han sido producidos por
fenómenos tectónicos, las trampas que mejor se adaptan a este tipo son las
asociadas a los domos y diapiros de sal.
Tipos:
Domos de Sal suprayaciendo Domos y Fallas: el levantamiento de un domo
salino, puede llegar a levantar la cubierta sedimentaria que lo suprayace
formando trampas. La cubierta sedimentaria puede ser cortada por fallas
normales y formarse así trampas por fallas.
Domos de Sal - Roca Techo: la sal es inicialmente halita la cual se disuelve a
medida que el domo se va levantando dejando residuos insolubles,
formándose así una roca techo de varios cientos de pies de espesor. Las
fracturas y cavidades por disolución hacen a la roca de techo una buena roca
reservorio.
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Domos de Sal – Trampas en Flancos: a lo largo de los flancos de los domos
salinos, se forman trampas en las rocas reservorios cortadas por la inyección
del domo. Estas trampas tienden a presentar zonas de pay gruesas.
Cambio de Facies Buzamiento Arriba: la roca reservorio fue depositada con
un cambio de facies, porosa y permeable en un área e impermeable en otra.
Anticlinales Compactados: los anticlinales compactados se forman en
sedimentos sobre altos estructurales o arrecifes. Los sedimentos debido a su
porosidad se compactan más hacia la base, donde presentan mayores
espesores.
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Dolomita Tectónica o Secundaria: está controlada por fracturas en las
calizas. El agua percola a lo largo de las fracturas produciendo un cambio en
las calizas a dolomitas en las zonas. El yacimiento sigue la dirección de las
fracturas.
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Conclusión Como se pudo apreciar en los ambientes sedimentarios suelen estar
localizados en una de las tres categorías: continental, marina o de transición
(línea de costa), y cada una de esas tres categorías tienen más clasificaciones.
El conjunto de estas características imprime al sedimento o facies
sedimentaria, las propiedades que les hacen diferenciables al resto de los
sedimentos depositados en otros ambientes.
Una falla es una grieta en la corteza terrestre. Generalmente, las fallas están
asociadas con, o forman, los límites entre las placas tectónicas de la Tierra.
En una falla activa, las piezas de la corteza de la Tierra a lo largo de la falla, se
mueven con el transcurrir del tiempo. El movimiento de estas rocas puede
causar terremotos. Las fallas inactivas son aquellas que en algún momento
tuvieron movimiento a lo largo de ellas pero que ya no se desplazan. El tipo
de movimiento a lo largo de una falla depende del tipo de falla. A
continuación describimos los principales tipos de fallas.
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Bibliografía °http://geologiavenezolana.blogspot.mx/2010/11/ambientes.sedimentarios.
html
° Arche Alfredo, Sedimentología Vol. 1 Pág. 397-452 España 1992
° Gary Nichols Sedimentology and Stratigraphy, 2nd Edition pag , 179 – 198
Junio 2009
°http://geologia.uson.mx/academicos/grijalva/ambientesfluviales/introducci
on.htm
° http://www.geociencias.unam.mx/