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estadistica aplicada a estratificacion...

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STRATIGRAFÍA CAPÍTULO I I.- Definición de Estratigrafía. Etimológicamente la palabra estratigrafía viene del latín y del griego, y significa descripción de estratos: Stratus = extendido, lecho o cama, y grafía= describir. El término fue introducido por d’Orbigny a mediados del siglo XIX para aludir a la “ciencia que trata de la descripción de las rocas estratificadas”. Anteriormente Smith había usado el término estratigráfico en calidad de adjetivo. La definición de la Subcomisión Internacional de Estratigrafía y Terminología (1961) dice: es el “estudio de los estratos y sus relaciones (no sólo relaciones de edad), y sus fines incluyen no sólo el conocimiento de la historia que registran, sino otros muchos tipos de conocimientos, incluyendo los de valor económico” Es una rama, línea o especialidad de la Geología que estudia la disposición y características de las rocas estratificadas, determinando la sucesión cronológica y la edad relativa de los estratos. Herdgerg (1980) especifica que “la Estratigrafía no solo trata de la sucesión y relaciones cronológicas originales de los estratos, sino también de su forma, distribución, composición litológica, contenidos fósil, propiedades geoquímicas y geofísicas, es decir de todas las características, propiedades, y atributos de las rocas “como estratos”, de la interpretación de su ambiente de formación o modo de origen y de su historia geológica”.

II.- Objetivos de la Estratigrafía. Cualquier estudio estratigráfico tiene como objetivos: 1.- Establecer la sucesión de rocas que forman, en cada área, la columna estratigráfica. Para esto se debe: a) identificar cada capa o estrato mediante sus características esenciales (litología, espesor, textura, estructuras, contenido biológico, etc.). b) hacer un ordenamiento temporal de las capas en la serie estratigráfica local, gracias al análisis del contenido biológico y al de las estructuras. 2.- Subdividir y diferenciar en la columna las unidades significativas y útiles. a) Esto permite hacer una correlación entre las distintas series estratigráficas, lo que facilita la correlación estratigráfica que es el objetivo principal. 3.- Interpretación estratigráfica. a) Comprende la reconstrucción de la cuenca sedimentaria (Paleogeografía) y explica el significado de las unidades con relación a los acontecimientos de la Historia Geológica. Estos tres objetivos se pueden dividir en (Figura 1):

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FIGURA 1: Objetivos de la Estratigrafía. Tomado de VERA, 1994. 1.- Identificación de los materiales: se trata de reconocer e identificar a los diferentes tipos de materiales estratificados, mediante su litología, textura, estructuras, propiedades geofísicas y geoquímicas y a su contenido fósil. Este conjunto de propiedades es lo que se conoce como facies.

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2.- Delimitación de las Unidades Estratigráficas: identificados los materiales, se deben delimitar los volúmenes de rocas sedimentarias en función a su litología y separar unidades estratigráficas (litoestratigráficas), las que serán representables sobre mapas topográficos mediante cartografía litoestratigráfica. 3.- Ordenación relativa de las unidades (sucesiones estratigráficas): consiste en el estudio de la relación que existe entre dos unidades litoestratigráficas superpuestas, deduciendo la continuidad o discontinuidad del proceso sedimentario entre ellas. 4.- Interpretación genética de las unidades: para esto se aplica el principio del uniformismo, una vez establecida la trama de las unidades litoestratigráficas. Así se comparan los datos observados en cada unidad con los conocidos en los diferentes medios sedimentarios actuales. Con el conocimiento de la Sedimentología se pretende llegar a conocer las condiciones sedimentarias reinantes desde el inicio del depósito (materiales más antiguos) hasta la sedimentación de los más modernos, del área estudiada. 5.- Levantamiento de secciones estratigráficas: es el ordenamiento temporal de todas las unidades litoestratigráficas presentes en un área, desde la más antigua a la más moderna, estableciendo la sección estratigráfica local. Por comparación con secciones de otras localidades o áreas cercanas y mediante observaciones de la geometría de los cuerpos de rocas estratificadas se deducen, también, las relaciones laterales entre las unidades. 6.- Correlación: una vez establecidas las secciones estratigráficas de diferentes áreas, se puede comparar y establecer la equivalencia de los diferentes estratos y, por su contenido fósil o por las propiedades físicas de determinados niveles, se dibujan isocronas en las distintas secciones. Esto es lo que se llama correlación temporal o simplemente correlación. 7.- Introducción de la coordenada tiempo: Con el mayor número de datos posibles se pretende establecer la edad de los materiales. Para esto se usan los datos bioestratigráficos y, si es posible, datos radiométricos y magnetoestratigráficos. Así se delimitan las unidades bioestratigráficas, cronoestratigráficas y magnetoestratigráficas. 8.- Análisis de cuencas: es el objetivo final de cualquier trabajo estratigráfico. Pretende conocer, por una parte, la geometría y génesis de cada cuenca sedimentaria y, por otra, la localización espacial y temporal de cada una de las unidades estratigráficas que se pueden diferenciar en los materiales depositados en ella. Estos datos son la fuente de información en la que se basa la Geología Histórica.

III.- Historia de la Estratigrafía. Para poder realizar los objetivos de la Estratigrafía deben considerarse ciertos principios básicos, los cuales pueden entenderse plenamente, sólo si se conoce un poco de la evolución que ha tenido el pensamiento o las distintas corrientes o teorías, relacionadas con el conocimiento y el avance de la Geología. Desde el comienzo de la historia, las culturas humanas nos transmiten una concepción del origen de la humanidad y del origen del mundo circundante. Este origen se le atribuye a uno o varios seres dotados de gran poder, que dan la existencia a lo que el hombre descubre con asombro como obra que supera con mucho sus propias capacidades de realización. La apariencia inmutable de la naturaleza a lo largo de una vida humana, durante la cual todo lo que se ve nacer es parecido a lo que lo engendró, conduce naturalmente a la concepción de un comienzo instantáneo, cuya fecha se remonta a un tiempo anterior a los más lejanos antepasados que puede evocar una memoria a menudo idealizante. La afirmación de un Dios único y universal aparece como la razón esencial del pueblo de Israel. Una afirmación semejante se manifiesta en Egipto (Akenatón) por la época en que comienza la historia de Israel. Semejante Dios no puede ser más que el único creador de todo cuanto existe, y la reflexión sobre la creación –

4 sobre los orígenes- se va desarrollando entre los sabios de Israel algunos siglos después de los comienzos de aquel pueblo que empezó a existir sin más cultura que su vida nómada y la herencia de la fe en su Dios. Esta reflexión toma necesariamente de las civilizaciones circundantes la concepción de un origen por creación procedente de seres superiores, pero corrige la idea de múltiples creadores o subcreadores en competición con la afirmación exclusiva de la existencia de un único creador de todas las cosas. Esto confiere a la creación una coherencia que no le otorgan las concepciones politeístas. La afirmación de la omnipotencia del creador, cuya palabra es obedecida sin más (”Dios dijo..., y así se hizo”), tiende a reforzar la impresión de instantaneidad de la creación. A pesar de algunas antiguas evocaciones, a menudo gratuitas, sobre una posible transformación de las formas de vidas, la idea de evolución ha sido durante mucho tiempo extraña a la humanidad, ya que las concepciones sobre el origen del mundo y del hombre se refieren a “creacionismos” diversos que profesan bajo diversas formas la existencia de una creación original. Un creacionismo cristianizado es el que domina en occidente en los siglos XVIII y XIX, cuando se desarrollan las ideas transformistas. Confundido entonces con una revelación divina, cuya forma parece tan intangible como el fondo del asunto, este creacionismo fue defendido con la pasión que se emplea para salvaguardar lo más hondo y lo más precioso que tiene una persona. Y esto llevó a no pocas intolerancias. Sin embargo, los creacionistas no eran todos cristianos, como demuestra el apego con que Voltaire se aferraba a esta concepción. La evidencia de las diferencias entre las formas sucesivas que los geólogos observan en los terrenos “antediluvianos” llevó a pensar que en el curso de los tiempos se fueron sustituyendo varias creaciones. Así por Ej., d’Orbigny llega a presentar 27 creaciones consecutivas. Este creacionismo por repetición es el argumento que se opuso a los transformistas que invocaban el cambio de las faunas geológicas por transformación de las especies. Cuando las series fósiles hicieron más patente la verosimilitud de una evolución continua, así como cuando el estudio de las especies vivas mostró sus parentescos como probable resultado de antepasados comunes, el creacionismo empezó a retroceder. Sin embargo, algunos admitieron la evolución para el mundo viviente, pero reservándole al hombre una creación especial que le permitía distinguirse del mundo animal. Esta preocupación por colocar al hombre fuera del mundo animal sigue determinando todavía el apego de algunos por el creacionismo. Este creacionismo suele estar vinculado a una interpretación muy literal de los términos bíblicos (fundamentalismo). Es así como hasta finales del siglo XVII e inicios del XVIII se plantean muchas teorías que tratan de la Tierra y que se agrupan en la expresión cosmogenia. La creación de un mito científico acerca de la Tierra como un todo, fue uno de los grandes avances y se logró sólo a inicios del siglo XVIII. Las teorías que existían fueron primero Teleológicas y Antropocéntricas, para luego, por influencia de la Filosofía Mecanicista de Newton, pasar gradualmente de un planeta en decadencia a la idea de un planeta estable y organizado, que implica un equilibrio dinámico de fuerzas. Es Nicolaus Steno (Niels Stensen –danés-, 1638-1686) el primero en definir el término estrato como una unidad de tiempo de depósito limitado por superficies horizontales, con continuidad lateral. Junto con esta definición planteó algunos principios en los que se basa la estratigrafía. La primera subdivisión estratigráfica fue establecida por Antonio Lazzaro Moro (1687-1764), quien diferenció a los materiales de la superficie terrestre en las montañas de rocas masivas, no estratificadas, de las montañas más jóvenes formadas por rocas estratificadas, que pueden tener fósiles contemporáneos al depósito. Giovanni Arduino (1713-1795) hace una separación de los materiales terrestres en: Primarios (rocas no estratificadas y sin fósiles), secundarios (rocas estratificadas y con fósiles), terciarios (formados por los restos de las anteriores y al pie de las mismas) y volcánicos.

5 Johann Gottlob Lehmann (1719-1767) adaptó la clasificación de Arduino a la Biblia y llamó a los materiales primarios “rocas de la Creación”. Además aplica los principios de Steno y efectúa levantamiento de las primeras sucesiones estratigráficas. Georges-Louis Leclerc, Conde de Buffon (1707-1788) conocido por establecer que la Tierra tenía una edad de 75.000 años, en base a cálculos físicos y matemáticos, fue el primer científico que admitió que la Tierra habría sufrido variaciones en la distribución de tierras y mares, a lo largo del tiempo. Como se puede apreciar, las observaciones cuidadosas y detalladas, sin generalizaciones, se inician recién en el siglo XVIII, siendo el primer aporte al establecimiento de la Geología como ciencia, la proposición de un esquema global de una teoría que explica el origen de las rocas y minerales, actualmente conocida como Teoría Neptunista, debido a la importancia que tiene en ella el agua. La Teoría Neptunista fue propuesta por Abraham Gottlob WERNER (1749-1817), quien fue profesor de la Academia de Minas de Freiburg, por 40 años. A esta teoría él la llamaba GEOGNOSIA o ciencia que trata de la tierra sólida como un conjunto y de las diferentes localizaciones de minerales y rocas de las que éste está compuesto, así como del origen de esos minerales y rocas y sus interrelaciones. En resumen, la Teoría Neptunista enunciada entre los años 1786-87, dice que: - Inicialmente la Tierra estuvo completamente cubierta por un océano primordial, que cubría incluso a las montañas más altas. Aguas profundas y turbias contenían en suspensión o solución todos los materiales que ahora forman la corteza terrestre. A medida que pasaba el tiempo, fue disponiéndose una sucesión de depósitos. Al principio eran únicamente precipitados químicos, dentro de los cuales estaban el granito y otras rocas ígneas, así como gneis y esquistos. Ellos forman el terreno primitivo o Urgebirge. - A medida que las aguas empezaron a descender, se fueron depositando formaciones rocosas, formadas en parte por precipitados químicos y en parte sedimentos mecánicos (estratos de transición o Übergangsgebirge, hoy es una sucesión del Paleozoico Superior, formada por calizas, diabasas y grauvacas. En ellos hay escasos fósiles marinos. - En un nuevo descenso del nivel del mar, se depositaron los estratos Floetz o Flötzgebirge que incluye unidades actualmente del Pérmico, Triásico, Jurásico, Cretácico Superior y Terciario, con lignito pardo y basalto, entre sedimentos mecánicos que predominan sobre los precipitados químicos y que, en partes, tienen abundantes fósiles marinos. - Recubriendo a las tierras bajas se encuentran depósitos aluviales, cuya distribución es más local. Estos terrenos de acarreo o aufgeschwemmte Gebirge, son depósitos relativamente poco consolidados, tales como conglomerados, arenas, arcillas. - Por último incluye a materiales volcánicos (lavas y tobas) y pseudovolcánicos (sílex y jaspe) en las Vulkanischegesteine. Las fuertes inclinaciones de algunas capas y la existencia de diques y filones, las explicaba a partir de precipitados químicos. La teoría Neptunísta fue reemplazada, después de muchas discusiones, por la Vulcanista/Plutonista de HUTTON. James Hutton (1726-1797) estudió medicina (profesión que nunca ejerció porque se dedicó a la agricultura e industria) y aficionado a la Geología, es considerado el “fundador de la Geología moderna”. Sin embargo en el sistema de WERNER hay algo importante, y en ello era superior al de HUTTON, tenía lito-estratigrafía, lo que era un comienzo necesario para realizar un adecuado estudio histórico de la Tierra. Esta teoría o filosofía neptunista es particularmente interesante para los geólogos, porque actualmente existen vestigios de ella en las interpretaciones estratigráficas.

6 Uno de los puntos más importantes de la teoría neptunista era que en cualquier lugar, la edad de las rocas puede deducirse de su composición. Por otra parte, si bien esto ha cambiado algo con el tiempo, puesto que desde la segunda mitad del siglo XIX se inicia la Ley de la Sucesión Faunística, que dice que la edad de las rocas de cualquier lugar puede conocerse por su contenido de fósiles, la composición de las rocas hoy se utiliza como herramienta para establecer estratigráficas locales. La importancia de los fósiles en la correlación estratigráfica, fue la razón principal para que desapareciera, a partir de la segunda mitad del siglo XIX, la controversia neptunista-plutonista. Puesto que gracias a los fósiles, más que ninguna otra cosa, se pudo establecer una cronología relativa, válida, que podía establecerse en todo el mundo, labor que puso los cimiento de la geología moderna. John Playfair (1748-1819) escribe “Illustrations of the Huttonian Theory” y difunde los principios de Hutton y Charles Lyell (1797-1875) es quién desarrolla ampliamente la teoría del uniformismo como sistema del actualismo, la que se simplifica en la frase “el presente es la llave del pasado”. Es William Smith (1769-1839) el primer geólogo aplicado, puesto que realiza los primeros mapas geológicos y demuestra la continuidad de las sucesiones de formaciones geológicas en áreas relativamente grandes. En Estratigrafía (y en la Geología) su mayor contribución fue la de demostrar que cada grupo de estratos contenía un tipo de fósiles y que una formación con litologías homogéneas se puede dividir en función al contenido en fósiles, planteando las bases del principio de correlación, con el cual la geología alcanza su carácter de ciencia. Georges Cuvier (1769-1832) y Alexandre Brogniart (1770-1847) estudiaron los depósitos terciarios de la cuenca de París, aplicando el método de Smith, logrando en base a las asociaciones de fósiles, diferenciar episodios marinos y lacustres, estableciendo las bases de lo que actualmente se conoce como Bioestratigrafía. En 1913 Grabau publica el primer tratado de Estratigrafía y desde esa fecha se separa como una línea o ciencia propia, del tronco común de la Geología. En los últimos 30 años se separa de la Estratigrafía la Sedimentología, como ciencia con entidad propia. Otras divisiones de la Estratigrafía que han surgido en los últimos 20 años son: -

Litoestratigrafía: que es el estudio de los cuerpos geométricos de rocas estratificadas, su geometría y su génesis. Bioestratigrafía: es el estudio de la distribución temporal de los fósiles en el registro estratigráfico. Cronoestratigrafía (y Geocronología): establecimiento de la edad de las unidades estratigráficas y establecimiento de una escala estratigráfica mundial. Magnetoestratigrafía: establecimiento de una escala de cambios de la polaridad magnética a lo largo del tiempo. Quimioestratigrafía: estudio e interpretación de isótopos estables y elementos químicos (mayores, menores y trazas) en las rocas estratificadas. Estratigrafía secuencial: es el reconocimiento de los grandes acontecimientos que quedan reflejados en el registro estratigráfico. Análisis de cuencas: se preocupa de la reconstrucción de la distribución espacial y temporal de cada unidad de rocas estratificadas dentro de una cuenca sedimentaria.

IV.- Principios de la estratigrafía. Principio de la horizontalidad original y continuidad lateral de los estratos Steno (1699) Los estratos en el momento de depositarse son horizontales y paralelos a la superficie de depósito (horizontalidad original) y quedan delimitados por dos planos que muestran continuidad lateral.

7 En la actualidad se sabe que hay excepciones a este principio en las que los estratos se disponen paralelos a la superficie de depósito o de depositación, pero no necesariamente son horizontales, sino que pueden tener una ligera inclinación original. La aplicación de este principio ha llevado a la idea actual que considera como isócronas a las superficies de estratificación. Principio de la superposición Steno (1669) En una sucesión de estratos, las capas más antiguas son cubiertas sucesivamente por las más recientes. Por otra parte, una capa se deposita sobre otra preexistente. Es decir los estratos de más abajo son más antiguos que los de más arriba, más modernos. Fue planteado por Steno, desarrollado por Lehmann y difundido y generalizado por Hutton. Para su uso hay que apoyarse en los criterios de polaridad vertical, puesto que también hay algunas excepciones, como por ejemplo los depósitos de sedimentos en cavidades excavadas en otros depósitos (paleocanales). Principio de la sucesión faunística Smith (fines s.XIX) Cada capa o grupo de ellas puede reconocerse por su contenido biológico, es decir, las capas que tienen los mismos fósiles son de la misma edad, aunque su litología sea diferente. Este principio es el que permite establecer las correlaciones estratigráficas y la Geología Histórica Clásica, al permitir una datación de los materiales sedimentarios. Principio del uniformismo (uniformitarismo) y actualismo Hutton (1726-1797) Si bien es cierto que James Hutton fue muy conocido por su Teoría Plutonista, que reemplazó a la teoría neptunista de Werner, su mayor aporte al desarrollo de la Geología fue el utilizar el método actualista como medio para establecer alguna forma de medir el paso del tiempo, para, finalmente, plantear la idea de tiempo indefinido. La metodología actualista había sido util...