Redondez y Esfericidad

LICENCIATURA DE GEOLOGÍA - FACULTAD DE CIENCIAS DEPARTAMENTO DE EVOLUCIÓN DE CUENCAS CURSO DE SEDIMENTOLOGÍA Responsable del Curso: Prof. Adj. Dr. César Goso Aguilar

PRÁCTICO Nº 5 ANÁLISIS MORFOMÉTRICO DE CLASTOS

OBJETIVOS Conocer las distintas técnicas de análisis morfométrico de clastos. Realizar el estudio de esfericidad y redondez de megaclastos. Relacionar los conceptos de redondez y esfericidad con los diferentes procesos de desgaste de partículas y entender su significado geológico.

Vista de granos en sección pulida

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Vista de granos a ojo desnudo

INTRODUCCIÓN FORMA: Es el aspecto geométrico espacial de los granos. La descripción se realiza en base a formas geométricas como la cúbica, esférica, prolada, planar, prismática y tabular, pero éstas solo aportan información cualitativa. Por lo tanto, para definir la forma de un clasto se establecen los siguientes parámetros: -

esfericidad redondez índice de elongación índice de achatamiento

La clasificación de FORMA propuesta por Zingg (1935) utiliza las relaciones axiales de las partículas. Es en base a la relación entre los ejes (mayor, medio y menor) del clasto (ploteando: b/a y c/b). Este índice podría relacionarse con la esfericidad de intercepción de Krumbein, que se expresa en términos de dos módulos (índices de achatamiento y elongación), en función de las razones de los tres ejes de los clastos, siendo a, b y c los ejes mayor, medio y menor del clasto, respectivamente. Los índices de Krumbein permiten asignar a los clastos a curvas de isoesfericidad (ver tabla 1 y figura 1). Índice de Achatamiento = c/b Índice de Elongación = b/a Tabla 1: Clasificación de la forma de las partículas según Zingg (1935) Clase 1 2 3 4

b/a > 2/ 3 > 2/3 < 2/3 < 2/3

c/b < 2/3 > 2/3 < 2/3 > 2/3

FORMA Discoidal Esférico Laminar Prolado

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(b)

(a)

Figura 1: (a) Diagrama de Zingg (1935) mostrando las clases de forma de los granos en función de los Índices de Achatamiento y Elongamiento; (b) Clases de Zingg y su relación con la Esfericidad de Krumbein.

REDONDEZ: Hace referencia a la presencia de aristas (agudas o no) que contengan los clastos. Aunque así definida resulta una propiedad tridimensional, a los fines operativos se mide a partir de la proyección bidimensional de una silueta del grano. Se utilizan diferentes expresiones cualitativas para la descripción de la redondez de los clastos: - angulosos - subanguloso - subredondeado - redondeado - bien redondeado

Además de los procesos de desgaste que sufren los granos durante el transporte, también la forma original, las estructuras de los fragmentos, la resistencia de los minerales, la cantidad de tiempo y la distancia recorrida, el clima y tipo de relieve, pueden combinados o no, controlar la forma y redondez final de los clastos.

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Estudio de la Esfericidad La determinación de la esfericidad se puede hacer por medio de la proyección de un grano en un plano, utilizando los siguientes métodos: 1) Esfericidad de Proyección (Riley, 1941) Este método vincula los diámetros de la circunferencia máxima inscripta y la mínima circunscripta de la proyección del clasto.

r =√ Di / Dc Donde Di = diámetro del mayor círculo inscripto (dentro de la proyección del clasto) Dc = diámetro del menor círculo circunscripto (por fuera de la proyección del clasto). Su valor variará entre 0 y 1 (cuanto más cerca de 1, más esférico será el clasto). 2) Esfericidad por el Índice de Wadell Wadell (1932) definió a la esfericidad como la relación entre la superficie de una esfera de volumen equivalente al clasto en estudio y la superficie del mismo. Para una esfera, esta relación vale 1. Para cualquier clasto, oscilará entre 0 y 1. Debido a la dificultad de medir las superficies de cuerpos sólidos irregulares, la esfericidad puede expresarse como:

Esfericidad = Diámetro de la esfera de igual volumen que el clasto Diámetro de la esfera circunscripta

El volumen del clasto se obtiene sumergiéndolo en una probeta graduada. Este valor se asimila al de una esfera con un diámetro nominal (dn) que puede calcularse a partir de la ecuación: Vesfera = (π/6)dn3 Además de calcular el valor de la esfericidad teóricamente, puede calcularse utilizando el nomograma de Wadell (ver figura 2).

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Se ingresa al mismo a través del diámetro máximo Ds (diámetro de la esfera que circunscribe al clasto, hallado como dn anteriormente) y el volumen del clasto o su diámetro seccional nominal (Dn). Se los une con una línea recta: el punto dónde cortan la escala inclinada indica la esfericidad.

Figura 2: Nomograma de Wadell (tomado de Suguio, 1973).

3) Esfericidad de Intersección (Krumbein, 1941) El campo del gráfico de formas de Zingg puede superponerse con las Curvas de Isoesfericidad de Krumbein que se construyen a través de los Índices antes mencionados (ver figura 1b). Para saber a qué curva pertenece el clasto en estudio, se utiliza la siguiente fórmula: Esfericidad de Intersección = 3√ (b/a)2. (c/b)

La máxima esfericidad es 1, variando entre 0.3 y 1 0,9 - 0,8 alta 0,7 - 0,5 media 0,4 - 0,3 baja

Estudio de la Redondez

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Para realizar un estudio cuantitativo de la redondez, luego de obtener la proyección de los clastos, se debe seguir el método de: Wadell (1933),

R=

Σ(r / R) / N r = radio de curvatura de las esquinas R = radio del mayor círculo inscripto N = Nº de esquinas (incluyendo r = 0)

Los grados de redondez se pueden definir numéricamente utilizando comparadores visuales que indican un valor (ver comparadores). Anguloso 0 – 0,15 Sub anguloso 0,15 – 0,25 Sub redondeado 0,25 – 0,40 Redondeado 0,40 – 0,60 Bien redondeado 0,60 - 1 Se sugiere efectuar planillas como las siguientes: Datos morfométricos de los clastos Nº clasto

Eje a

Eje b

Eje c

Volumen

FORMA Nº clasto

Índice de Elongación b/a

Índice de Achatamiento c/b

Forma según Zingg

ESFERICIDAD Nº clasto

Riley

√ Di / Dc

Wadell Desf = V/Desf circuns

Krumbein 3

√ (b/a)2. (c/b)

REDONDEZ

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Nº clasto

Wadell ∑ (r/ R) / N

Materiales requeridos para el trabajo práctico: • • • • • • •

Papel de calco y cuadriculado Probeta Calibre o regla Lápiz y goma de borrar Hilo o lana Compás Bandas elásticas

Actividad práctica A los clastos suministrados en clase, realizarles las determinaciones de forma, esfericidad y redondez, siguiendo la pauta sugerida en este práctico. Presentar las diferentes clasificaciones morfométricas obtenidas, utilizar los comparadores visuales de forma y discutir los resultados.

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