Стратиграфия — раздел геологии , занимающийся изучением слоев ( пластов ) и слоистости (стратификации) горных пород . В основном его используют при изучении осадочных и слоистых вулканических пород . Стратиграфия имеет три связанных подполя: литостратиграфия (литологическая стратиграфия), биостратиграфия (биологическая стратиграфия) и хроностратиграфия (стратиграфия по возрасту).
Католический священник Николас Стено заложил теоретическую основу стратиграфии, когда в работе 1669 года об окаменелости органических остатков в слоях отложений он представил закон суперпозиции , принцип первоначальной горизонтальности и принцип латеральной непрерывности .
Первое практическое крупномасштабное применение стратиграфии было осуществлено Уильямом Смитом в 1790-х и начале 19 века. Известный как «Отец английской геологии», [1] Смит осознавал значение слоев или слоев горных пород, а также важность ископаемых маркеров для корреляции слоев; он создал первую геологическую карту Англии. Другими влиятельными применениями стратиграфии в начале 19 века были Жорж Кювье и Александр Броньяр , которые изучали геологию региона вокруг Парижа.
.jpg/1280px-Quebrada_de_Cafayate,_Salta_(Argentina).jpg)
Вариации в горных породах, наиболее явно проявляющиеся в виде видимой слоистости, обусловлены физическими контрастами типов горных пород ( литологии ). Это изменение может происходить вертикально в виде наслоения (напластования) или латерально и отражает изменения в среде отложения (известные как фациальные изменения). Эти вариации обеспечивают литостратиграфию или литостратиграфию горной толщи. Ключевые концепции стратиграфии включают понимание того, как возникают определенные геометрические отношения между слоями горных пород и что эта геометрия подразумевает в отношении их исходной среды осадконакопления. Основное понятие в стратиграфии, называемое законом суперпозиции , гласит: в недеформированной стратиграфической последовательности самые древние пласты залегают в основании последовательности.
Хемостратиграфия изучает изменения относительных соотношений микроэлементов и изотопов внутри и между литологическими подразделениями. Соотношения изотопов углерода и кислорода меняются со временем, и исследователи могут использовать их для картирования тонких изменений, произошедших в палеосреде. Это привело к появлению специализированной области изотопной стратиграфии.
Циклостратиграфия документирует часто циклические изменения в относительных пропорциях минералов (особенно карбонатов ), размера зерен, толщины слоев отложений ( варв ) и разнообразия ископаемых с течением времени, связанные с сезонными или долгосрочными изменениями в палеоклиматах .
Биостратиграфия или палеонтологическая стратиграфия основана на ископаемых свидетельствах в слоях горных пород. Считается, что пласты из обширных мест, содержащие одну и ту же ископаемую фауну и флору, коррелируют во времени. Биологическая стратиграфия была основана на принципе последовательности фауны Уильяма Смита , который предшествовал биологической эволюции и был одним из первых и наиболее мощных доказательств биологической эволюции . Это дает убедительные доказательства формирования ( видообразования ) и исчезновения видов . Геологическая шкала времени была разработана в XIX веке на основе данных биологической стратиграфии и преемственности фауны. Эта временная шкала оставалась относительной до тех пор, пока не была разработана радиометрическая датировка , основанная на абсолютных временных рамках, что привело к развитию хроностратиграфии.
Одним из важных достижений является кривая Вейла , которая пытается определить глобальную историческую кривую уровня моря в соответствии с выводами из мировых стратиграфических моделей. Стратиграфия также широко используется для определения природы и размеров содержащих углеводороды пород-коллекторов, покрышек и ловушек нефтяной геологии .
Хроностратиграфия — это раздел стратиграфии, который определяет абсолютный, а не относительный возраст слоев горных пород . Филиал занимается получением геохронологических данных для горных пород, как напрямую, так и косвенно, чтобы можно было определить последовательность относительных во времени событий, которые создали образование горных пород. Конечная цель хроностратиграфии - установить даты последовательности отложения всех горных пород в пределах геологического региона, а затем и в каждом регионе, и, в более широком смысле, предоставить полную геологическую летопись Земли.
Пробел или отсутствующие пласты в геологической летописи территории называются стратиграфическим перерывом. Это может быть результатом остановки отложения осадка. Альтернативно, разрыв может быть результатом удаления эрозией, и в этом случае его можно назвать стратиграфической пустотой. [2] [3] Это называется перерывом , потому что осаждение было приостановлено на определенный период времени. [4] Физический разрыв может представлять собой как период отсутствия осаждения, так и период эрозии. [3] Геологический разлом может вызвать появление перерыва. [5]
Магнитостратиграфия - это хроностратиграфический метод, используемый для датировки осадочных и вулканических толщ. Этот метод основан на сборе ориентированных образцов через определенные промежутки времени по всему разрезу. Образцы анализируются для определения их обломочного остаточного магнетизма (DRM), то есть полярности магнитного поля Земли в момент отложения слоя. Для осадочных пород это возможно, потому что, падая через толщу воды, очень мелкозернистые магнитные минералы (<17 мкм ) ведут себя как крошечные компасы , ориентируясь по магнитному полю Земли . При захоронении эта ориентация сохраняется. В вулканических породах магнитные минералы, образующиеся в расплаве, ориентируются в окружающем магнитном поле и фиксируются на месте при кристаллизации лавы.
Ориентированные образцы палеомагнитного керна отбираются в полевых условиях; аргиллиты , алевролиты и очень мелкозернистые песчаники являются предпочтительными по литологии, поскольку магнитные зерна более мелкие и с большей вероятностью ориентируются в окружающем поле во время отложения. Если бы древнее магнитное поле было ориентировано аналогично сегодняшнему полю ( Северный магнитный полюс рядом с Северным полюсом вращения ), пласты сохраняли бы нормальную полярность. Если бы данные указывали на то, что Северный магнитный полюс находился рядом с Южным полюсом вращения , слои имели бы обратную полярность.
Результаты отдельных образцов анализируются путем удаления естественной остаточной намагниченности (NRM) для выявления DRM. После статистического анализа результаты используются для создания местной магнитостратиграфической колонки, которую затем можно сравнить с временной шкалой глобальной магнитной полярности.
Этот метод используется для датирования толщ, в которых обычно отсутствуют окаменелости или прослои магматических пород. Непрерывный характер отбора проб означает, что это также мощный метод оценки скорости накопления осадков.
