Стратиграфия — раздел геологии , занимающийся изучением слоев горных пород ( страт ) и напластования (стратификации). В основном он используется 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 своей работе 1669 года об окаменении органических остатков в слоях осадочных пород он ввел закон суперпозиции , принцип изначальной горизонтальности и принцип латеральной непрерывности .
Первое практическое крупномасштабное применение стратиграфии было сделано Уильямом Смитом в 1790-х и начале 19 века. Известный как «отец английской геологии», [1] Смит осознал значение слоев или горных пород и важность ископаемых маркеров для корреляции слоев; он создал первую геологическую карту Англии. Другие влиятельные применения стратиграфии в начале 19 века были у Жоржа Кювье и Александра Броньяра , которые изучали геологию региона вокруг Парижа.
.jpg/1280px-Quebrada_de_Cafayate,_Salta_(Argentina).jpg)
Изменчивость в горных породах, наиболее очевидно отображаемая как видимая слоистость, обусловлена физическими контрастами в типе горных пород ( литологии ). Эта изменчивость может происходить вертикально как слоистость (напластование) или латерально и отражает изменения в условиях осадконакопления (известные как изменение фаций ). Эти вариации обеспечивают литостратиграфию или литологическую стратиграфию горной породы. Ключевые концепции в стратиграфии включают понимание того, как возникают определенные геометрические отношения между слоями горных пород и что эти геометрии подразумевают относительно их исходной среды осадконакопления. Основная концепция в стратиграфии, называемая законом суперпозиции , гласит: в недеформированной стратиграфической последовательности самые старые слои встречаются в основании последовательности.
Хемостратиграфия изучает изменения в относительных пропорциях микроэлементов и изотопов внутри и между литологическими единицами. Соотношения изотопов углерода и кислорода меняются со временем, и исследователи могут использовать их для картирования тонких изменений, которые произошли в палеосреде. Это привело к появлению специализированной области изотопной стратиграфии.
Циклостратиграфия документирует часто циклические изменения относительных пропорций минералов (особенно карбонатов ), размера зерен, толщины осадочных слоев ( варвов ) и разнообразия ископаемых с течением времени, связанные с сезонными или долгосрочными изменениями палеоклимата .
Биостратиграфия или палеонтологическая стратиграфия основана на ископаемых свидетельствах в слоях горных пород. Говорят, что слои из широко распространенных мест, содержащие одну и ту же ископаемую фауну и флору, коррелируются во времени. Биологическая стратиграфия была основана на принципе фаунистической последовательности Уильяма Смита, который предшествовал биологической эволюции и был одним из первых и самых мощных доказательств ее . Он предоставляет убедительные доказательства формирования ( видообразования ) и вымирания видов . Геологическая шкала времени была разработана в 19 веке на основе свидетельств биологической стратиграфии и фаунистической последовательности. Эта шкала времени оставалась относительной до развития радиометрического датирования , которое было основано на абсолютной временной структуре, 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 описания природы и масштабов углеводородоносных коллекторных пород, уплотнений и ловушек нефтяной геологии .
Хроностратиграфия — это раздел стратиграфии, который устанавливает абсолютный, а не относительный возраст пластов горных пород . Раздел занимается получением геохронологических данных для горных пород как напрямую, так и выведенным путем, чтобы можно было вывести последовательность событий, связанных со временем, которые создали формирование горных пород. Конечной целью хроностратиграфии является определение дат последовательности отложения всех горных пород в пределах геологического региона, а затем и каждого региона, и, в более широком смысле, предоставление полной геологической летописи Земли.
Разрыв или отсутствующие слои в геологической летописи области называются стратиграфическим перерывом. Это может быть результатом остановки в отложении осадка. С другой стороны, разрыв может быть вызван удалением эрозией, в этом случае его можно назвать стратиграфической пустотой. [2] [3] Он называется перерывом , потому что отложение было приостановлено на определенный период времени. [4] Физический разрыв может представлять как период отсутствия отложения, так и период эрозии. [3] Геологический разлом может вызвать появление перерыва. [5]
Магнитостратиграфия — это хроностратиграфический метод, используемый для датирования осадочных и вулканических последовательностей. Метод работает путем сбора ориентированных образцов через измеренные интервалы по всему разрезу. Образцы анализируются для определения их остаточной намагниченности обломков (DRM), то есть полярности магнитного поля Земли во время отложения слоя. Для осадочных пород это возможно, потому что, когда они падают через толщу воды, очень мелкозернистые магнитные минералы (< 17 мкм ) ведут себя как крошечные компасы , ориентируясь по магнитному полю Земли . После захоронения эта ориентация сохраняется. Для вулканических пород магнитные минералы, которые образуются в расплаве, ориентируются по окружающему магнитному полю и фиксируются на месте при кристаллизации лавы.
Ориентированные палеомагнитные образцы керна собираются в полевых условиях; аргиллиты , алевриты и очень мелкозернистые песчаники являются предпочтительными литологиями, поскольку магнитные зерна мельче и с большей вероятностью ориентируются вместе с окружающим полем во время осаждения. Если бы древнее магнитное поле было ориентировано аналогично современному полю ( Северный магнитный полюс вблизи Северного вращательного полюса ), слои сохраняли бы нормальную полярность. Если бы данные указывали, что Северный магнитный полюс находился вблизи Южного вращательного полюса , слои бы демонстрировали обратную полярность.
Результаты отдельных образцов анализируются путем удаления естественной остаточной намагниченности (NRM) для выявления DRM. После статистического анализа результаты используются для создания локальной магнитостратиграфической колонки, которую затем можно сравнить с Глобальной шкалой времени магнитной полярности.
Этот метод используется для датирования последовательностей, в которых обычно отсутствуют окаменелости или переслаивающиеся магматические породы. Непрерывный характер отбора проб означает, что это также мощный метод оценки скорости накопления осадков.
