Stratigraphy

แกะสลักจากเอกสารของวิลเลียมสมิ ธ เกี่ยวกับการระบุชั้นตามฟอสซิล

พระคาทอลิกนิโคลัส Stenoจัดตั้งทฤษฎีพื้นฐานสำหรับหินเมื่อเขานำกฎหมายของการทับซ้อนที่หลักการของแนวนอนและหลักการของความต่อเนื่องด้านข้างในการทำงาน 1669 ในกลไกของซากอินทรีย์ในชั้นของตะกอน

การประยุกต์ใช้การประดิษฐ์ตัวอักษรขนาดใหญ่ในทางปฏิบัติเป็นครั้งแรกโดยวิลเลียมสมิ ธในช่วงทศวรรษที่ 1790 และต้นศตวรรษที่ 19 เป็นที่รู้จักในนาม "บิดาแห่งธรณีวิทยาอังกฤษ" ^[1]สมิ ธ ตระหนักถึงความสำคัญของชั้นหินหรือชั้นหินและความสำคัญของซากดึกดำบรรพ์สำหรับความสัมพันธ์ของชั้น; เขาสร้างแผนที่ธรณีภาคแรกของอังกฤษ การประยุกต์ใช้การประดิษฐ์ตัวอักษรที่มีอิทธิพลอื่น ๆ ในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 ได้แก่Georges CuvierและAlexandre Brongniartผู้ศึกษาธรณีวิทยาของภูมิภาครอบปารีส

Strata ใน Cafayate ( อาร์เจนตินา )

ชั้นชอล์กใน ไซปรัสแสดงการแบ่งชั้นของตะกอน

การแปรผันของหน่วยหินซึ่งแสดงให้เห็นชัดเจนที่สุดเป็นชั้นที่มองเห็นได้เกิดจากความแตกต่างทางกายภาพในประเภทหิน ( lithology ) รูปแบบนี้สามารถเกิดขึ้นในแนวตั้งเป็นเลเยอร์ (ผ้าปูที่นอน) หรือด้านข้างและสะท้อนถึงการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมของการทับถม (เรียกว่าการเปลี่ยนแปลงด้าน ) รูปแบบเหล่านี้เป็นรูปแบบ lithostratigraphy หรือ lithologic stratigraphy ของหน่วยหิน แนวคิดหลักในการประดิษฐ์ตัวอักษรบนชั้นหินเกี่ยวข้องกับการทำความเข้าใจว่าความสัมพันธ์ทางเรขาคณิตระหว่างชั้นหินเกิดขึ้นได้อย่างไรและรูปทรงเรขาคณิตเหล่านี้มีความหมายอย่างไรเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมการทับถมเดิม แนวคิดพื้นฐานในการประดิษฐ์ตัวอักษรที่เรียกว่ากฎแห่งการซ้อนทับรัฐ: ในลำดับชั้นบรรยากาศที่ไม่มีรูปร่างชั้นที่เก่าแก่ที่สุดเกิดขึ้นที่ฐานของลำดับ

Chemostratigraphyศึกษาการเปลี่ยนแปลงสัดส่วนสัมพัทธ์ของธาตุและไอโซโทปภายในและระหว่างหน่วย lithologic อัตราส่วนไอโซโทปของคาร์บอนและออกซิเจน แตกต่างกันไปตามเวลาและนักวิจัยสามารถใช้สิ่งเหล่านี้เพื่อทำแผนที่การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยที่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมของ Paleoen สิ่งนี้ได้นำไปสู่สาขาเฉพาะของการสร้างชั้นไอโซโทป

Cyclostratigraphyเอกสารการเปลี่ยนแปลงมักจะเป็นวงกลมในสัดส่วนที่ญาติของแร่ธาตุ (โดยเฉพาะคาร์บอเนต ) ขนาดของเมล็ดข้าว, ความหนาของชั้นตะกอน ( varves ) และความหลากหลายฟอสซิลกับเวลาที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงระยะตามฤดูกาลหรือนานกว่านั้นในpalaeoclimates

Biostratigraphy หรือPaleontologic stratigraphy ขึ้นอยู่กับหลักฐานซากดึกดำบรรพ์ในชั้นหิน Strata จากสถานที่แพร่หลายที่มีฟอสซิลสัตว์และพืชชนิดเดียวกันกล่าวกันว่ามีความสัมพันธ์กันในเวลา หินชีวภาพก็ขึ้นอยู่กับวิลเลียมสมิ ธหลักการของการสืบทอด faunalซึ่งฟิกและเป็นหนึ่งในสายแรกและมีประสิทธิภาพมากที่สุดของหลักฐานสำหรับวิวัฒนาการทางชีวภาพ มันมีหลักฐานที่แข็งแกร่งสำหรับการก่อตัว ( speciation ) และการสูญพันธุ์ของสายพันธุ์ เวลาทางธรณีวิทยาได้รับการพัฒนาในช่วงศตวรรษที่ 19 บนพื้นฐานของหลักฐานของหินทางชีววิทยาและการสืบทอด faunal ช่วงเวลานี้ยังคงเป็นมาตราส่วนสัมพัทธ์จนกระทั่งพัฒนาการของการหาคู่แบบเรดิโอเมตริกซึ่งเป็นไปตามกรอบเวลาสัมบูรณ์ซึ่งนำไปสู่การพัฒนา chronostratigraphy

พัฒนาการที่สำคัญอย่างหนึ่งคือเส้นโค้งเวลซึ่งพยายามกำหนดเส้นโค้งระดับน้ำทะเลในประวัติศาสตร์ทั่วโลกตามการอนุมานจากรูปแบบการแบ่งชั้นทั่วโลก หินก็ยังเป็นที่นิยมใช้ในการวิเคราะห์ลักษณะและขอบเขตของไฮโดรคาร์บอน -bearing หินอ่างเก็บน้ำ, ซีล, และกับดักของธรณีวิทยาปิโตรเลียม

Chronostratigraphy เป็นสาขาของชั้นหินที่สถานที่อายุที่แน่นอนมากกว่าอายุญาติบนก้อนหินชั้น สาขานี้เกี่ยวข้องกับการได้รับข้อมูลธรณีวิทยาสำหรับหน่วยหินทั้งโดยตรงและโดยอนุมานเพื่อให้สามารถหาลำดับของเหตุการณ์ที่สัมพันธ์กับเวลาที่สร้างการก่อตัวของหินได้ จุดมุ่งหมายสูงสุดของ chronostratigraphy คือการกำหนดวันที่ตามลำดับการทับถมของหินทั้งหมดในพื้นที่ทางธรณีวิทยาจากนั้นไปยังทุก ๆ ภูมิภาคและโดยการขยายเพื่อให้บันทึกทางธรณีวิทยาทั้งหมดของโลก

ช่องว่างหรือชั้นที่ขาดหายไปในบันทึกทางธรณีวิทยาของพื้นที่เรียกว่าช่องว่างชั้นบรรยากาศ นี่อาจเป็นผลมาจากการหยุดการทับถมของตะกอน หรืออีกวิธีหนึ่งช่องว่างอาจเกิดจากการกำจัดโดยการกัดเซาะซึ่งในกรณีนี้อาจเรียกว่าความว่างของชั้นบรรยากาศ ^{[2] [3]}เรียกว่าช่องว่างเนื่องจากการสะสมถูกระงับในช่วงเวลาหนึ่ง ^[4]ช่องว่างทางกายภาพอาจแสดงทั้งช่วงเวลาที่ไม่มีการทับถมและช่วงเวลาของการสึกกร่อน ^[3]รอยเลื่อนทางธรณีวิทยาอาจทำให้เกิดช่องว่าง ^[5]

แม่เหล็ก

ตัวอย่างของ magnetostratigraphy แถบแม่เหล็กเป็นผลมาจากการกลับรายการของโลก ขั้วแม่เหล็กและ ก้นทะเลปู เปลือกโลกในมหาสมุทรใหม่ถูกดึงดูดให้เป็นแม่เหล็กเมื่อมันก่อตัวขึ้นจากนั้นมันก็เคลื่อนตัวออกจาก สันเขา midoceanทั้งสองทิศทาง

Magnetostratigraphyเป็นเทคนิค chronostratigraphic ที่ใช้ในการเรียงลำดับตะกอนและภูเขาไฟ วิธีการนี้ทำงานโดยการรวบรวมตัวอย่างที่มุ่งเน้นในช่วงเวลาที่วัดได้ตลอดทั้งส่วน กลุ่มตัวอย่างมีการวิเคราะห์เพื่อตรวจสอบของพวกเขา detrital remanentแม่เหล็ก (DRM) ที่เป็นขั้วของสนามแม่เหล็กของโลกในเวลานั้นชั้นถูกฝาก สำหรับหินตะกอนนี้เป็นไปได้เพราะขณะที่พวกเขาตกผ่านคอลัมน์น้ำได้อย่างละเอียดแร่ธาตุแม่เหล็ก (<17  ไมครอน ) ทำตัวเหมือนเล็ก ๆวงเวียน , ทิศทางตัวเองกับสนามแม่เหล็กของโลก เมื่อฝังศพการวางแนวนั้นจะถูกเก็บรักษาไว้ สำหรับหินภูเขาไฟแร่แม่เหล็กซึ่งก่อตัวในการหลอมจะปรับทิศทางตัวเองด้วยสนามแม่เหล็กโดยรอบและได้รับการแก้ไขเมื่อเกิดการตกผลึกของลาวา

ตัวอย่างแกนพาโลมาแม่เหล็กที่มุ่งเน้นจะถูกเก็บรวบรวมในสนาม mudstones , หินทรายแป้งและอย่างละเอียดหนุมานเป็น lithologies ที่ต้องการเนื่องจากเม็ดแม่เหล็กปลีกย่อยและมีแนวโน้มในการปรับทิศทางกับข้อมูลภายนอกระหว่างการทับถม หากสนามแม่เหล็กโบราณมีทิศทางคล้ายกับสนามของวันนี้ ( ขั้วแม่เหล็กเหนือใกล้กับขั้วโลกหมุนเหนือ ) ชั้นนั้นจะยังคงมีขั้วตามปกติ หากข้อมูลระบุว่าขั้วแม่เหล็กเหนืออยู่ใกล้ขั้วโลกหมุนใต้ชั้นจะแสดงขั้วกลับด้าน

ผลลัพธ์ของแต่ละตัวอย่างจะถูกวิเคราะห์โดยการลบการทำให้เป็นแม่เหล็กที่เหลืออยู่ตามธรรมชาติ (NRM) เพื่อเปิดเผย DRM หลังจากการวิเคราะห์ทางสถิติผลลัพธ์จะถูกนำมาใช้เพื่อสร้างคอลัมน์สนามแม่เหล็กในพื้นที่ซึ่งสามารถนำไปเปรียบเทียบกับมาตรวัดเวลาขั้วแม่เหล็กโลกได้

เทคนิคนี้ใช้ในการจัดลำดับวันที่โดยทั่วไปไม่มีซากดึกดำบรรพ์หรือหินอัคนีแทรกตัว ลักษณะที่ต่อเนื่องของการสุ่มตัวอย่างหมายความว่ามันเป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพสำหรับการประมาณอัตราการสะสมของตะกอน

• Christopherson, RW, 2008. ระบบนิเวศ: บทนำสู่ภูมิศาสตร์กายภาพ , 7th ed., New York: Pearson Prentice-Hall ไอ 978-0-13-600598-8
• Montenari, M. , 2016. Stratigraphy and Timescales , 1st ed., Amsterdam: Academic Press (Elsevier). ไอ 978-0-12-811549-7

• หน่วยงานย่อยของ ICS สำหรับข้อมูล Stratigraphic
• เว็บ Stratigraphy ของมหาวิทยาลัยเซาท์แคโรไลนา
• การสร้างชั้นหน้าช่วงหน้า
• International Commission on Stratigraphy
• มหาวิทยาลัยจอร์เจีย (สหรัฐอเมริกา) Stratigraphy Lab
• Stratigraphy.netผู้ให้บริการข้อมูล stratigraphic
• Agenames.orgดัชนีทั่วโลกของคำศัพท์เกี่ยวกับการแบ่งชั้น