Хемостратиграфия , или химическая стратиграфия , является изучением химических изменений в осадочных последовательностях для определения стратиграфических отношений. Эта область сравнительно молодая, вошла в обиход только в начале 1980-х годов, но основная идея хемостратиграфии почти так же стара, как и сама стратиграфия: отдельные химические сигнатуры могут быть столь же полезны, как отдельные ископаемые комплексы или отдельные литографии для установления стратиграфических отношений между различными слоями горных пород.
В некоторых стратиграфических последовательностях явно наблюдается различие в цвете между различными слоями. Такие различия в цвете часто возникают из-за различий во включении материалов, содержащих переходные металлы, во время осаждения и литификации . Другие различия в цвете могут возникать из-за различий в содержании органического углерода в породе. Однако до недавнего времени эти различия обычно не исследовались из-за больших усилий и расходов, связанных с химическим анализом.
В последнее время разработка новых аналитических методов химического анализа для магматических петрологических приложений во второй половине 20-го века, например, электронного микрозонда , и разработка рентгеновской флуоресценции с нормальным фокусом для разведки нефти на скважинах улучшили доступность методов объемного химического анализа для геологов-осадочников, делая анализ химического состава слоев все более возможным. Одновременно с этим достижения в области атомной физики стимулировали исследования в области геохимии стабильных изотопов . Наиболее важным для хемостратиграфии в целом было открытие Гарольда Юри и Чезаре Эмилиани в начале 1950-х годов, что изменчивость изотопов кислорода в кальцитовых раковинах фораминифер может использоваться в качестве косвенного показателя прошлых температур океана.
Таким образом, хемостратиграфия обычно предоставляет два полезных типа информации более широкому геологическому сообществу. Во-первых, хемостратиграфию можно использовать для исследования изменений окружающей среды на локальном, региональном и глобальном уровнях, связывая изменения в химии горных пород с изменениями в среде, в которой откладывался осадок. Крайним примером такого типа исследования может быть открытие слоев, богатых иридием, вблизи границы между меловой и третичной системами в глобальном масштабе. Высокая концентрация иридия, который обычно редко встречается в земной коре, указывает на большую поставку внеземного материала, предположительно от крупного астероида -импактора в это время. Более прозаическим примером хемостратиграфической реконструкции прошлых условий может быть использование соотношения углерода-13 / углерода-12 в течение геологического времени в качестве показателя изменений в процессах углеродного цикла на разных этапах биологической эволюции. Во-вторых, регионально или глобально коррелируемые хемостратиграфические сигналы могут быть обнаружены в породах, время формирования которых хорошо ограничено радионуклидным датированием самих слоев или слоев, легко коррелируемых с ними, таких как вулканическая свита, которая прерывает близлежащие слои. Однако многие осадочные породы гораздо сложнее датировать, поскольку в них отсутствуют минералы с высокой концентрацией радионуклидов, и их нельзя коррелировать с почти датируемыми последовательностями. Тем не менее, многие из этих пород обладают хемостратиграфическими сигналами. Поэтому корреляция между хемостратиграфическими сигналами в традиционно датируемых и недатируемых последовательностях значительно расширила наше понимание истории тектонически спокойных регионов и биологических организмов, которые жили в таких регионах. Хемостратиграфия также выступала в качестве проверки других подобластей стратиграфии, таких как биостратиграфия и магнитостратиграфия .