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Granulometría
Sedimentología
Año 2011
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Texturas
� Características o propiedades fundamentales de los sedimentos (como partículas individuales o como agregados)
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¿Qué son las Texturas?
� Conjunto de propiedades escalares determinables en una unidad litológica, naturalmente condicionado por los procesos sedimentogenéticos
� Son condiciones de interacción entre los componentes del sedimento o roca sedimentaria (de tipo clástico)
� Elementos Texturales:� Granulometría o Tamaño de Grano� Morfología de los clastos� Texturas Superficiales� Composición Mineralógica� Fábrica� Porosidad� Permeabilidad� Otros
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Granulometría
� Tipo de textura fundamental� Caracterización y clasificación de
sedimentos y rocas sedimentarias; interpretación de procesos sedimentarios
� 4 razones importancia:� base descripción precisa� puede ser característica del ambiente� información sobre procesos sedimentarios� relación con otros parámetros texturales
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� Primera aproximación en el campo� Estimación a ojo desnudo y lupa� Comparadores visuales� Sedimentos gruesos, medida directa� Análisis granulométrico preciso en
laboratorio
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� Sedimentos o rocas sedimentarias
� Se desagrega la muestra (en caso de una roca)
� Diferentes análisis granulométricos de acuerdo al tamaño de grano
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Clasificación de Rocas Clásticas por Granulometría
� Rocas de grano:
� grueso Psefitas (clastos tamaño grava)
� medio Psamitas (clastos tamaño arena)
� fino Pelitas (clastos tamaño limo y arcilla)
� Tamaño = diámetro del clasto
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Largo de los 3 ejesDiámetro nominal con el V100 a 400 gravas
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Escalas Granulométricas
� La heterogeneidad textural de los sedimentos implica que debemos considerar cómo se distribuyen los tamaños.
� El modelo más aceptado para la distribución de tamaños es el lognormal
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� Si se parte de un conjunto de materiales o granos sueltos con una distribución de tamaños al azar, se verifica que en forma progresiva los procesos de abrasión y ruptura durante el transporte o de movilización selectiva de los individuos los acercan a la lognormalidad.
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� Para una distribución lognormal, la escala más apropiada es una progresión geométrica
� Sedimentos vienen en todos los tamaños (variación continua)
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� Udden (1914): ley geométrica de la distribución de los sedimentos –escala de tamaños con intervalos de clase
� Escala en base 2 partiendo de 1 mm
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� Desarrollada para estudiar sedimentos del Río Mississippi
� Límites de clases determinados por propiedades físicas del transporte de granos
� Coinciden con los límites entre cargas transportadas en suspensión y por tracción
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� Wentworth (1922): toma los intervalos de Udden y los redefine
� Escala Udden-Wentworth:� Escala geométrica en base 2� Reconoce cuatro tamaños básicos
de partículas: gravas (mayores de 2 mm), arenas (entre 2 y 1/16 mm), limos (entre 1/16 y 1/256 mm) y arcillas (inferiores a 1/256 mm)
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� Escala de Krumbein:
� Introdujo el símbolo ø (phi)
� ø = -log2d (d = diámetro del grano en mm)� No es una medida absoluta� Granulometría de 1 mm corresponde al ø=0� Granulometrías más finas tienen valores ø
positivos� Granulometrías más gruesas tienen valores ø
negativos� Son números enteros que coinciden con los
límites de clases de la Escala Udden-Wentworth
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Análisis Granulométricos
� Expresión cuantitativa de la distribución granulométrica en un depósito o afloramiento
� Interpretación de las distribuciones bajo 3 ángulos posibles:
� Proveniencia (materiales área fuente y productos hipergénicos)
� Procesos de transporte (interpretación hidrodinámica)
� Ambientes depositacionales (relaciones)
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Pasos a seguir…
� 1) Obtengo las frecuencias granulométricas
� 2) Represento la distribución de las frecuencias mediante gráficos y diagramas
� 3) Calculo parámetros estadísticos que describen a los sedimentos
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1) Frecuencias Granulométricas
� Son porcentuales (% de materiales encontrados en cada clase)
� Se calculan como % del peso total de muestra
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2) Gráficos
� Histogramas: � Forma más simple de representar
resultados de análisis granulométricos� Construyo una tabla de frecuencias:
intervalos de clase (mm o ø) y frecuencias de cada clase
� Área de cada barra es ∞ a la cantidad de material presente en cada clase
� Defino poblaciones
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� Unimodal (1 agente)
� Bimodal (2 agentes con capacidades de carga diferente)
� Polimodal(variaciones en la energía del medio)
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� Polígonos y Curvas de Frecuencias:
� Se construyen uniendo los puntos medios de la parte superior de los histogramas
� Obtengo una curva de contorno � Granulometrías con máx y mín frecuencias� Intervalos de distribución de las diferentes
clases (grado de selección)
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� Curvas de Frecuencia Acumulada:
� Se construyen a partir de una tabla de frecuencias acumuladas
� A partir de los granos más gruesos, a cada clase le sumo los % en peso de las clases anteriores
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� Forma de S suave
� Independiente de los intervalos de clase escogidos
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� Se grafica en papel logarítmico (distribución normal = recta)
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� Más de una población con distribución normal es común en los sedimentos
� Cada población = un tramo de recta
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� Eje x – ø� Valores enteros� Menor desviación de la línea recta� Eje y – frecuencias acumuladas� Cálculo de parámetros
estadísticos
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3) Parámetros Estadísticos
� Fórmulas analíticas� Expresan
numéricamente ≠ características de las curvas
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Folk & Ward (1957)
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Medidas de Tendencia Central
� Son los parámetros más importantes� Valores típicos y representativos de la
distribución de tamaños� Caracterizan a la granulometría más
frecuente en términos de:
� Tamaño medio de los granos � Puede asociarse a Energía cinética
(Ec) del ambiente sedimentario
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� Moda: tamaño más frecuente de la distribución = øpto máximo curva frecuencia
� Media: Mz = (ø16 + ø50 + ø84)/3 � Mediana: Mdø = ø50
� Distribución simétrica: los 3 valores coinciden
� Distribución asimétrica: los 3 valores se separan
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� Si la media > mediana, los sedimentos son cada vez más finos (pérdida de Ec)
� Lo inverso también se cumple
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Medidas de Dispersión
� Indican las oscilaciones de la Ec del ambiente sedimentario en relación al valor medio = dispersión de los datos en torno a la media
� Desviación de la granulometría de un sedimento de la media
� Desviación Estándar:σ1 = ø84 - ø16 + ø95 – ø5
4 6.6
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� Indica el grado de selección granulométrica
� Selección más baja cuantos mayores intervalos de grado estén involucrados en la distribución (a mayor valor de desvío, peor selección)
� Refleja tipo de agente de transporte (medida del grado de fluidez o viscosidad) capacidad seleccionadora del agente de transporte
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Medidas de Asimetría
� Muestran la asimetría en la distribución de frecuencias
� Marca la posición de la media con respecto a la mediana
� Muestra si la distribución es simétrica con respecto a la media y la moda
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� Asimetría o “Skewnes”:
Sk = ø16 + ø84 - 2ø50+ ø5 + ø95 - 2ø50
ø84 - ø16 ø95 – ø5
� Indican grado de selección con su valor� El signo indica pérdida (+) o ganancia (-)
de Ec� -1,00 (gruesos) a +1,00 (finos)
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Media desplazada hacia los tamaños gruesos asimetría negativa aumento energía cinética media
Media desplazada hacia los tamaños finos asimetría positiva disminución energía cinética media
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Medidas de Angulosidad� Compara la selección en el centro de la
distribución y en los extremos� Angulosidad o Kurtosis:
Kg = ø95 – ø52.44(ø75 – ø25)
� Agudeza de la curva de frecuencia como la relación de la proximidad entre los valores extremos centrales y los valores externos
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� Distribución Leptocúrtica: pocas clases de tamaño definiendo la parte central de la curva (puntiaguda)
� Distribución Platicúrtica: muchas clases de tamaño similares a la media en la parte central (achatada)
� Distribución Mesocúrtica: distribución normal
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Mejor selección en el centro que en los extremos de la distribución
Mejor selección en los extremos que en el centro de la distribución
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Interpretaciones de los Análisis Granulométricos
� 2 objetivos fundamentales:� Estadística descriptiva – describir,
analizar y definir los sedimentos� Estadística inductiva – deducción de
condicionantes bajo las cuales sedimentaron
� Ojo! Mismo depósito puede contener materiales sedimentados bajo ≠ leyes
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Curvas de Frecuencia Acumulada
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Análisis BivariadoReconocimiento deAmbientes?
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Comparativamente conrespecto a las arenasfluviales, las arenas deplaya tienden auna mejor selección y aasimetría con colas de gruesos (negativa)
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