5. Rocas sedimentarias químicas y bioquímicas

5.1. Calizas y Dolomías

El término caliza se aplica únicamente a aquellas rocas en las cuales la fracción carbonática excede a los componentes no carbonáticos y constituyen un 10% del total de rocas sedimentarias. Existen otras rocas que pueden contener carbonato de calcio en menor proporción, como por ejemplo la arenisca calcárea (más del 50% de granos de cuarzo) o lutitas calcáreas (más del 50% de granos de arcilla).

Asimismo, el término caliza se aplica a rocas en las que la fracción carbonática está integrada principalmente por calcita (Carbonato de calcio), y el término dolomía se reserva para las que están integradas principalmente por el mineral dolomita (Carbonato de Magnesio).

Composición mineralógica
Los minerales esenciales en las calizas son los carbonatos: calcita, aragonita y dolomita.  Los organismos constructores de rocas emplean tanto la calcita como la aragonita para sus estructuras esqueléticas. La aragonita es una forma inestable de la calcita y se encuentra solo en materiales recientes, como las valvas de organismos vivos. Aun la aragonita de materiales de conchas recientes pueden cambiar en calcita en el curso de pocos años.
La materia bituminosa es bastante abundante en algunas calizas como para transmitirles su color oscuro y hacerles exhalar un olor hediondo al partirlas.

Arrecifes de coral

Los corales son un ejemplo importante de organismos capaces de crear grandes cantidades de caliza marina. Estos invertebrados relativamente sencillos segregan un esqueleto externo calcáreo (rico en calcita). Aunque son pequeños, los corales son capaces de crear estructuras masivas denominadas arrecifes. Los arrecifes consisten en colonias de coral compuestas por un numero abundante de individuos que viven sobre una estructura de calcita segregada por ellos mismos. Ademas, con los corales viven algas secretoras de carbonato cálcico, que contribuyen a cementar la estructura entera en una masa sólida.

Biohermas y calizas biohermales
El término bioherma se refiere a cualquier masa semejante a domo, montículo o lente construida exclusiva o principalmente por organismos sedentarios y encerrada en una roca normal de diferente carácter litológico. Varían en tamaño y forma y también en cuanto a restos de los tipos de organismos que las componen. Pueden estar integradas por colonias algáceas, estromatopóridas, de corales, restos de crinoideos, de braquiópodos y semejantes. Pueden ser pequeños montículos de unos centímetros o estructuras de varios cientos de metros de ancho y 30 metros o más de espesor.
Los arrecifes han sido islas con intensa actividad vital, que fueron creciendo principalmente a expensas del material calcáreo depositado por los organismos que los habitaban. Casi inmediatamente después de su origen comenzaron a elevarse por encima del nivel del fondo circundante. Al alcanzar la zona de turbulencia de las olas, desprendieron detritos que formaron los estratos de los costados, y cuya acumulación amplió la plataforma del arrecife. El núcleo crecía y se ensanchaba y cubría el batiente detrítico que lo rodeaba. Los fondos circundantes nunca estaban densamente poblados y parecen haberse formado lentamente de los fangos y limos finos, calcareos, derivados por erosión de la bioherma en crecimiento. La suma porosidad de la roca propia del arrecife, favorecía la dolomitización, que la modificaba y en algunos casos destruyó la mayor parte de sus estructuras orgánicas características.

The Carboniferous reefs in China - ScienceDirect

Representación esquemática de una bioherma (Extraído de: https://doi.org/10.3724/SP.J.1261.2012.00004)
Caliza Biostromal
El término biostroma se aplica a depósitos formados por organismos sedentarios que son estratiformes y no construyen formas parecidas a montículos o lentes. Varían desde las atestadas de fósiles fácilmente reconocibles hasta las que contienen pocas de estas estructuras.
En algunos casos los estratos biostromales pueden registrar la destrucción al por mayor de vida, tal como puede ocurrir por contaminación de las aguas con ácido sulfurico.

Comparación entre una bioherma y una biostroma. (tomado de https://doi.org/10.1016/j.gr.2018.05.007)

Calizas pelágicas
Son formadas por la acumulación de esqueletos de organismos pelágicos o flotantes. Estos organismos son microscópicos y la acumulacion carbonosa producida por la lluvia de sus esqueletos sobre el fondo del mar es de grano muy fino. Las calizas resultantes son probres en fósiles y reciben el nombre de creta, una roca blanda y porosa que puede observarse en la costa suroccidental de Inglaterra.

Calizas detríticas
El término general para designar a las rocas cabonáticas de grano de tamaño de arena es calcarenita. Las mismas están cementadas por calcita pura.
El detrito carbonoso es de origen subacuático y consta principalmente de materiales fosiles, tanto enteros como fragmentados, cantos rodados y gránulos de calcilutitas y oolitas. Todo ello es transportado por corrientes y depositado mecánicamente, de manera que la acumulación tiene la estructura de un sedimento detrítico.
Las calizas detríticas que constan casi totalmente de detrito fósil seleccionado son coquinas de un tipo o de otro. El termino coquina se aplica por lo comun a detrito de conchas gruesas más o menos cementadas.


Las calcarenitas en las que las oolitas constituyen el componente principal, son las oolitas o calcarenitas oolíticas. La textura oolítica es casi seguramente un rasgo primario característico de aguas poco profundas, fuertemente agitadas. Las oolitas se forman a medida que diminutas partículas semilla (pequeños fragmentos de caparazón) son movidos hacia adelante y hacia atrás por las corrientes. Conforme los granos ruedan en el agua caliente, que está supersaturada de carbonato cálcico, se recubren con una capa tras otra del precipitado.
Al disminuir el tamaño de grano, las calcarenitas pasan gradualmente a los limos carbonáticos (calcilimolitas) y a los fangos carbonáticos, que si están consolidados constituyen las calcilutitas. Este fango puede provenir  de un precipitado químico o biológico vinculado a bacterias productoras de amoníaco.



Travertino
Las calizas que tienen un origen inorgánico se forman cuando los cambios químicos o las tempreaturas elevadas del agua aumentan la concentración del carbonato calcio hasta el punto en que éste precipita. Un ejemplo del resultado es el travertino, que se deposita en cavernas donde la fuente de carbonato cálcico es el agua subterránea. Conforme las gotitas de agua son expuestas al aire, parte del dióxido de carbono se escapa, causando la precipitación del carbonato cálcico.

Dolomía
La dolomía está compuesta por el material dolomita, un carbonato cálcico-magnésico. Aunque la dolomía puede formarse por precipitación directa del agua del mar, probablemente la mayoría se origina cuando el magnesio del agua del mar reemplaza parte del calcio de la caliza, en un proceso diagenético conocido como dolomitización.