Chemostratigraphie - Chemostratigraphy

Chemostratigraphie oder chemische Stratigraphie ist die Untersuchung der chemischen Variationen innerhalb von Sedimentsequenzen , um stratigraphische Beziehungen zu bestimmen . Das Gebiet ist relativ jung und wurde erst in den frühen 1980er Jahren allgemein verwendet, aber die Grundidee der Chemostratigraphie ist fast so alt wie die Stratigraphie selbst: Unterschiedliche chemische Signaturen können ebenso nützlich sein wie unterschiedliche fossile Assemblagen oder unterschiedliche Lithografien, um stratigraphische Beziehungen zwischen ihnen herzustellen verschiedene Gesteinsschichten.

Arten chemischer Variationen

In einigen stratigraphischen Sequenzen gibt es eindeutig Farbunterschiede zwischen verschiedenen Schichten. Solche Farbunterschiede resultieren häufig aus Variationen beim Einbau von Übergangsmetall enthaltenden Materialien während der Abscheidung und Lithifizierung . Andere Farbunterschiede können sich aus Schwankungen des organischen Kohlenstoffgehalts des Gesteins ergeben. Bis vor relativ kurzer Zeit wurden diese Abweichungen jedoch aufgrund des großen Aufwands und der hohen Kosten für die chemische Analyse nicht häufig untersucht.

In jüngster Zeit hat die Entwicklung neuer Analysetechniken für die chemische Analyse für magmatische petrologische Anwendungen in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts, z. B. der Elektronenmikrosonde , und die Entwicklung der Röntgenfluoreszenz mit normalem Fokus für die Ölförderung am Bohrloch die Verfügbarkeit von Bulk verbessert chemische Analysetechniken für den Sedimentgeologen, die eine Analyse der chemischen Zusammensetzung von Schichten zunehmend ermöglichen. Gleichzeitig stimulierten Fortschritte in der Atomphysik Untersuchungen in der Geochemie stabiler Isotope . Am relevantesten für die Chemostratigraphie im Allgemeinen war die Entdeckung von Harold Urey und Cesare Emiliani in den frühen 1950er Jahren, dass die Variabilität der Sauerstoffisotope in den Calcitschalen von Foraminiferen als Proxy für vergangene Meerestemperaturen verwendet werden könnte.

Daher bietet die Chemostratigraphie der größeren geologischen Gemeinschaft im Allgemeinen zwei nützliche Arten von Informationen. Erstens kann die Chemostratigraphie verwendet werden, um Umweltveränderungen auf lokaler, regionaler und globaler Ebene zu untersuchen, indem Variationen in der Gesteinschemie mit Veränderungen in der Umgebung in Beziehung gesetzt werden, in der das Sediment abgelagert wurde. Ein extremes Beispiel für diese Art von Untersuchung könnte die Entdeckung von Schichten reich an seinem Iridium in der Nähe der Grenze zwischen der Kreidezeit und Tertiär - Systemen weltweit. Die hohe Konzentration an Iridium, die in der Erdkruste im Allgemeinen selten vorkommt, weist auf eine große Abgabe von außerirdischem Material hin, vermutlich von einem großen Asteroiden- Impaktor während dieser Zeit. Ein prosaischeres Beispiel für die chemostratigraphische Rekonstruktion vergangener Bedingungen könnte die Verwendung des Kohlenstoff-13 / Kohlenstoff-12- Verhältnisses über die geologische Zeit als Proxy für Änderungen der Kohlenstoffkreislaufprozesse in verschiedenen Stadien der biologischen Evolution sein. Zweitens können regional oder global korrelierbare chemostratigraphische Signale in Gesteinen gefunden werden, deren Entstehungszeit durch Radionukliddatierungen der Schichten selbst oder durch leicht mit ihnen korrelierte Schichten, wie z. B. eine Vulkansuite, die nahegelegene Schichten unterbricht, stark eingeschränkt wird. Viele Sedimentgesteine ​​sind jedoch viel schwieriger zu datieren, da ihnen Mineralien mit hohen Radionuklidkonzentrationen fehlen und sie nicht mit nahezu datierbaren Sequenzen korreliert werden können. Viele dieser Gesteine ​​besitzen jedoch chemostratigraphische Signale. Daher hat die Korrelation zwischen chemostatigraphischen Signalen in konventionell datierbaren und nicht datierbaren Sequenzen unser Verständnis der Geschichte tektonisch ruhender Regionen und biologischer Organismen, die in solchen Regionen lebten, erheblich erweitert. Die Chemostratigraphie hat auch andere Teilbereiche der Stratigraphie wie die Biostratigraphie und die Magnetostratigraphie überprüft .

Verweise

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