Guida stratigrafica

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Capitolo 9. Unità cronostratigrafiche

A. Natura delle unità cronostratigrafiche

Le unità cronostratigrafiche sono corpi di rocce, stratificate o non stratificate, che si sono formate durante un intervallo di tempo geologico aspecificato.

Le unità di tempo geologico durante le quali si sono formate le unità cronostratigrafiche sono chiamateunità geocronologiche.

La relazione delle unità cronostratigrafiche con altri tipi di unità stratigrafiche è discussa nelcapitolo 10.

B. Definizioni

1. Cronostratigrafia
L’elemento della stratigrafia che si occupa delle relazioni temporali relative e delle età dei corpi rocciosi.

2. Classificazione cronostratigrafica
L’organizzazione delle rocce in unità in base alla loro età o al tempo di origine.

Lo scopo della classificazione cronostratigrafica è di organizzare sistematicamente le rocce che formano la crosta terrestre in unità denominate (unità cronostratigrafiche) corrispondenti a intervalli di tempo geologico (unità geocronologiche) per servire come base per la correlazione temporale e un sistema di riferimento per la registrazione di eventi della storia geologica.

3. Unità cronostratigrafica
Un corpo di rocce che comprende tutte le rocce formate durante un intervallo specifico di tempo geologico, e solo quelle rocce formate durante quel lasso di tempo. Le unità cronostratigrafiche sono delimitate da orizzonti sincroni.

Il rango e la grandezza relativa delle unità nella gerarchia cronostratigrafica sono una funzione della lunghezza dell’intervallo di tempo che le loro rocce sottendono, piuttosto che del loro spessore fisico.

4. Orizzonte cronostratigrafico (Chronohorizon)
Una superficie stratigrafica o interfaccia sincrona, ovunque della stessa età.

C. Tipi di unità cronostratigrafiche

1. Gerarchia dei termini formali delle unità cronostratigrafiche e geocronologiche
La Guida raccomanda i seguenti termini cronostratigrafici formali e gli equivalenti geocronologici per esprimere unità di diverso rango o ambito temporale (Tabella 3).

La posizione all’interno di un’unità cronostratigrafica è espressa da aggettivi indicativi di posizione quali: basale, inferiore, medio, superiore, ecc.; la posizione all’interno di un’unità geocronologica è espressa da aggettivi temporali come: precoce,medio, tardivo, ecc.

2.Stadio (ed età)
Lo stadio è stato chiamato l’unità di lavoro di base della cronostratigrafia perché è adatto per portata e rango alle esigenze pratiche e agli scopi della classificazione cronostratigrafica intraregionale.

a. Definizione
Lo stadio comprende tutte le rocce formate durante un’epoca. Uno stadio è normalmente l’unità di classifica più bassa nella gerarchia cronostratigrafica che può essere riconosciuta su scala globale.

È una suddivisione di una serie.

b. Confini e stratotipi
Uno stadio è definito dai suoi stratotipi di confine, sezioni che contengono un punto designato in una sequenza stratigrafica di deposizione essenzialmente continua, preferibilmente marina, scelta per il suo potenziale di correlazione.

La selezione dei confini degli stadi della Scala Cronostratigrafica Globale Standard merita particolare enfasi perché tali confini servono a definire non solo gli stadi ma anche le unità cronostratigrafiche di rango superiore, come serie e sistemi.

c. Intervallo di tempo
Gli stratotipi limite inferiore e superiore di uno stadio rappresentano momenti specifici nel tempo geologico, e l’intervallo di tempo tra di loro è l’intervallo di tempo dello stadio. Le fasi attualmente riconosciute variano nel tempo, ma la maggior parte varia tra 2 e 10 milioni di anni.Lo spessore degli strati in uno stadio e la sua durata nel tempo sono variabili indipendenti di grandezze ampiamente variabili.

d. Nome
Il nome di uno stadio deve essere derivato da una caratteristica geografica in prossimità del suo stratotipo o area di tipo.

In inglese, la forma aggettivale del termine geografico è usata con una desinenza in ” ian “o”an”. L’età prende lo stesso nome dello stadio corrispondente.

3. Substage e Superstage
Un substage è una suddivisione di uno stadio il cui termine geocronologico equivalente è subage.

Gli stadi adiacenti possono essere raggruppati in un superstadio. I nomi di sottostadi e superstadi seguono le stesse regole di quelli degli stadi.

4. Serie (ed Epoca)

a. Definizione
La serie è un’unità cronostratigrafica che classifica sopra uno stadio e sotto un sistema. L’equivalente geocronologico di una serie è un’epoca.

I termini superserie e sottoserie sono stati usati solo raramente.

b. Le serie Boundaries e boundary-stratotypes
sono definite da boundary stratotypes (vedere sezione 9.H).

c. Intervallo di tempo
Vedere sezione 9.D.

L’arco temporale delle serie attualmente accettate varia da 13 a 35 milioni di anni.

d. Nome
Un nuovo nome di serie dovrebbe essere derivato da una caratteristica geografica in prossimità del suo stratotipo o area di tipo. I nomi della maggior parte delle serie attualmente riconosciute, tuttavia, derivano dalla loro posizione all’interno di un sistema:inferiore, medio, superiore.

I nomi di origine geografica dovrebbero preferibilmente avere la desinenza ” ian “o”an”.

L’epoca corrispondente a una serie prende lo stesso nome della serie, tranne per il fatto che i termini “inferiore” e “superiore” applicati a una serie vengono cambiati in “precoce” e “tardiva” quando si fa riferimento a un’epoca.

e. Uso improprio di”serie”
L’uso del termine “serie” per un’unità litostratigrafica più o meno equivalente a un gruppo dovrebbe essere interrotto.

5. Sistema(e Periodo)

a. Definizione
Un sistema è un’unità di rango maggiore nella gerarchia cronostratigrafica convenzionale, al di sopra di una serie e al di sotto di un erathem. L’equivalente geocronologico di un sistema è un periodo.Occasionalmente, sono stati usati i termini sottosistema e supersistema.

b. Confini e stratotipi di confine
I confini di un sistema sono definiti da stratotipi di confine (vedere sezione 9.H).

c. Intervallo di tempo
L’intervallo di tempo dei sistemi fanerozoici attualmente accettati varia da 30 a 80 milioni di anni, ad eccezione del Sistema Quaternario che ha un intervallo di tempo di soli circa 1,64 milioni di anni.

d. Nome
I nomi dei sistemi attualmente riconosciuti sono di diversa origine ereditata dalle prime classificazioni: alcuni indicano posizione cronologica (Terziario, Quaternario), altri hanno connotazione litologica (Carbonifero, Cretaceo), altri sono tribali (ordoviciano, siluriano) e altri ancora sono geografici (devoniano, Permiano).

Allo stesso modo, portano una varietà di finali come “an”, “ic” e “ous”. Non è necessario standardizzare la derivazione o l’ortografia dei nomi di sistema consolidati. Il periodo prende lo stesso nome del sistema a cui corrisponde.

** 6. Erathem (ed Era) * * Un erathem è costituito da un gruppo di sistemi.

L’equivalente geocronologico di un erathem è un’era.I nomi di erathems sono stati scelti per riflettere i principali cambiamenti dello sviluppo della vita sulla Terra:

Paleozoico (vecchia vita), Mesozoico (vita intermedia) e Cenozoico (vita recente). Le epoche portano lo stesso nome delle loro eratemi corrispondenti.

7. Eonothem (e Eon)
Un eonothem è un’unità cronostratigrafica maggiore di un erathem. L’equivalente geocronologico è un eone. Tre eonotemi sono generalmente riconosciuti, dai più anziani ai più giovani, gli eonotemi Archeano, Proterozoico e fanerozoico. I primi due combinati sono di solito indicati come il Precambriano.

Gli eoni prendono lo stesso nome dei loro eonotemi corrispondenti.

8. Unità cronostratigrafiche formali non gerarchiche-la Cronozona

a. Definizione
Una chronozone è un’unità cronostratigrafica formale di rango non specificato, non fa parte della gerarchia delle unità cronostratigrafiche convenzionali. E “il corpo di rocce formate ovunque durante l” arco di tempo di qualche unità stratigrafica designato o caratteristica geologica. L’unità geocronologica corrispondente è il chron.

b. Intervallo di tempo
L’intervallo di tempo di una cronozona è l’intervallo di tempo di un’unità stratigrafica o intervallo precedentemente designato, come un’unità di polarità litostratigrafica, biostratigrafica o magnetostratigrafica.Va riconosciuto, però, che mentre l “unità stratigrafica su cui si basa la cronozona si estende geograficamente solo per quanto le sue proprietà diagnostiche possono essere riconosciuti, la cronozona corrispondente comprende tutte le rocce formate ovunque durante l” arco di tempo rappresentato dall ” unità designata. Ad esempio, una cronozona formale basata sull’intervallo di tempo di una biozona include tutti gli strati equivalenti in età all’intervallo di tempo massimo totale di quella biozona indipendentemente dalla presenza o dall’assenza di fossili diagnostici della biozona (Figura 8).< / p>

Le cronozone possono essere di tempi molto diversi. La designazione dei confini di una cronozona e del suo arco temporale può essere fatta in diversi modi a seconda della natura dell’unità stratigrafica su cui si basa la cronozona.Se l’unità ha uno stratotipo designato, i confini e l’intervallo di tempo della cronozona possono essere fatti corrispondere a quelli dell’unità nel suo stratotipo o all’intervallo di tempo totale dell’unità, che può essere più lungo di quello nello stratotipo.

In questo secondo caso, i confini e l’intervallo di tempo della cronozona varierebbero con l’aumentare delle informazioni riguardanti l’intervallo di tempo dell’unità.Se l “unità su cui si basa la cronozona è del tipo che non può adeguatamente avere uno stratotipo designato, come ad esempio un” unità biostratigrafica, il suo intervallo di tempo non può essere definito sia perché l “arco di tempo dell” unità di riferimento può cambiare con l ” aumento delle informazioni (vedere sezione 7.Un).

c. Estensione geografica
L’estensione geografica di una chronozone è, in teoria, mondiale, ma la sua pplicabilità è limitata all’area su cui è possibile identificare il suo intervallo di tempo, che di solito è inferiore.

d. Nome
Una chronozone prende il nome dall’unità stratigrafica su cui si basa, ad esempio, Exus albus Chronozone, basata sulla Exus albus Range Zone.

D. La scala cronostratigrafica globale standard (geocronologica)

1. Concetto
Un obiettivo importante della classificazione cronostratigrafica è la creazione di una gerarchia di unità cronostratigrafiche di portata mondiale, che servirà come scala standard di riferimento per la datazione di tutte le rocce ovunque e per mettere in relazione tutte le rocce ovunque alla storia geologica mondiale (Vedi sezione 9.B. 2). Tutte le unità della gerarchia cronostratigrafica standard sono teoricamente in tutto il mondo in misura, come lo sono i loro intervalli di tempo corrispondenti.

2. Stato attuale
La scala cronostratigrafica globale standard (geocronologica) può essere trovata nel grafico cronostratigrafico internazionale.

E. Scale cronostratigrafiche regionali

Le unità della Scala cronostratigrafica globale standard (geocronologica) sono valide solo in quanto basate su una stratigrafia locale e regionale solida e dettagliata.Di conseguenza, il percorso verso il riconoscimento di unità globali uniformi è per mezzo di scale stratigrafiche locali o regionali.Inoltre, le unità regionali saranno probabilmente sempre necessarie indipendentemente dal fatto che possano essere correlate o meno con lo standard globale units.It è meglio riferire gli strati alle unità locali o regionali con precisione e precisione piuttosto che sforzarsi oltre gli attuali limiti di correlazione temporale nell’assegnare questi strati a unità di scala globale. Le unità cronostratigrafiche locali o regionali sono governate dalle stesse regole stabilite per le unità della scala cronostratigrafica globale standard.

F. Suddivisione del Precambriano

Il Precambriano è stato suddiviso in unità geocronometriche arbitrarie, ma non è stato suddiviso in unità cronostratigrafiche riconoscibili su scala globale.

Ci sono prospettive che la suddivisione cronostratigrafica di gran parte del Precambriano possa essere raggiunta attraverso la datazione isotopica e attraverso altri mezzi di correlazione temporale.Però, i principi di base da utilizzare per suddividere il Precambriano in grandi unità cronostratigrafiche dovrebbero essere gli stessi per le rocce fanerozoico, anche se diversa enfasi può essere posta su vari mezzi di correlazione temporale, prevalentemente isotopica incontri.

G. Unità cronostratigrafiche quaternarie

I principi di base utilizzati per suddividere il Quaternario in unità cronostratigrafiche sono gli stessi di altre unità cronostratigrafiche fanerozoiche, sebbene i metodi di correlazione temporale possano avere un’enfasi diversa.Come nel caso di altre unità cronostratigrafiche, quelli del Quaternario richiedono definizioni di confine e la designazione di stratotipi di confine.

H. Procedure per stabilire unità cronostratigrafiche

Vedi anche sezione 3.B.

1. Stratotipi di confine come standard
La parte essenziale della definizione di un’unità cronostratigrafica è l’intervallo di tempo durante il quale è stata formata l’unità descritta. Poiché l “unica registrazione del tempo geologico e degli eventi della storia geologica si trova nelle rocce stesse, il miglior standard per un” unità cronostratigrafica è un corpo di rocce formate tra due istanti designati di tempo geologico.

Per questi motivi, i confini di un’unità cronostratigrafica di qualsiasi rango sono definiti da due punti di riferimento designati nella sequenza rocciosa.

I due punti si trovano negli stratotipi di confine dell’unità cronostratigrafica che non devono essere parte di una singola sezione.Entrambi, tuttavia, dovrebbero essere scelti in sequenze di deposizione essenzialmente continua poiché i punti di riferimento per i confini dovrebbero rappresentare punti nel tempo il più specifici possibile (cfr.sezione 9.H. 3).

2. Vantaggio di definire le unità cronostratigrafiche dai loro stratotipi limite inferiore
La definizione di un “unità cronostratigrafica pone l” accento nella selezione del confine-stratotipo del suo limite inferiore; il suo limite superiore è definito come il limite inferiore dell ” unità successiva. Questa procedura evita lacune e sovrapposizioni nella scala cronostratigrafica globale standard.

Ad esempio, se si dimostrasse che l’orizzonte selezionato è al livello di un’interruzione non rilevata nella sequenza, allora l’intervallo mancante della storia geologica apparterrebbe all’unità inferiore per definizione e l’ambiguità è evitata.

3. Requisiti per la selezione degli stratotipi di confine delle unità cronostratigrafiche
Le unità cronostratigrafiche offrono la migliore promessa di essere identificate, accettate e utilizzate a livello globale e di essere, quindi, la base per la comunicazione e la comprensione internazionali perché sono definite sulla base del loro tempo di formazione, una proprietà universale. Particolarmente importanti a questo riguardo sono le unità della scala cronostratigrafica globale standard (geocronologica). Il termine” Global Boundary Stratotype Section and Point ” (GSSP) è stato proposto per gli stratotipi di confine standard delle unità di questa scala.

Oltre ai requisiti generali per la selezione e la descrizione degli stratotipi (sezione4.C), gli stratotipi di confine delle unità cronostratigrafiche dovrebbero soddisfare i seguenti requisiti:

• Gli stratotipi di confine devono essere selezionati in sezioni che rappresentano essenzialmente la deposizione continua.La peggiore scelta possibile per uno stratotipo di confine di un’unità cronostratigrafica è in una non conformità.
• Gli stratotipi di confine delle unità cronostratigrafiche globali standard dovrebbero essere in sezioni marine, fossilifere senza grandi litofacies verticali o cambiamenti di biofacies.Stratotipi di confine di unità cronostratigrafiche di applicazione locale potrebbe essere necessario essere in una sezione nonmarine.
• Il contenuto fossile dovrebbe essere abbondante, distintivo, ben conservato e rappresentare una fauna e/o una flora il più cosmopolita e diversificata possibile.
• La sezione dovrebbe essere ben esposta e in un’area di minima deformazione strutturale o disturbo superficiale, metamorfismo e alterazione diagenetica, e con ampio spessore di strati sotto, sopra e lateralmente dallo stratotipo limite selezionato.
• Gli stratotipi di confine delle unità della Scala cronostratigrafica globale standard dovrebbero essere selezionati in sezioni facilmente accessibili che offrono una ragionevole garanzia di studio libero, raccolta e conservazione a lungo raggio. I marcatori di campo permanenti sono desiderabili.
• La sezione selezionata dovrebbe essere ben studiata e raccolta e i risultati delle indagini pubblicati, e i fossili raccolti dalla sezione conservati in modo sicuro e facilmente accessibili per lo studio in una struttura permanente.
• La selezione dello stratotipo di confine, ove possibile, dovrebbe tenere conto della priorità storica e dell’uso e dovrebbe approssimare i confini tradizionali.
• Per assicurare la sua accettazione e l’uso nelle scienze della Terra, uno stratotipo di confine dovrebbe essere selezionato per contenere il maggior numero possibile di orizzonti di marcatori specifici o altri attributi favorevoli alla correlazione temporale a lunga distanza.

La IUGS International Commission on Stratigraphy è l’organismo responsabile del coordinamento della selezione e dell’approvazione dei GSSP delle unità della Scala Cronostratigrafica Globale Standard (Geocronologica).

I. Procedure per estendere Chronostratigraphic

Unità-Chronocorrelation (Time Correlation)

I confini delle unità chronostratigraphic sono orizzonti sincroni per definizione. In pratica, i confini sono sincroni solo nella misura in cui il potere risolutivo dei metodi esistenti di correlazione temporale può dimostrarlo.

Tutte le possibili linee di prova dovrebbero essere utilizzate per estendere le unità cronostratigrafiche e i loro confini. Alcuni dei più comunemente usati sono:

1. Interrelazioni fisiche degli strati
La legge di sovrapposizione afferma che in una sequenza indisturbata di strati sedimentari gli strati più alti sono più giovani di quelli su cui poggiano.

La determinazione dell’ordine di sovrapposizione fornisce prove inequivocabili per le relazioni relative all’età.

Tutti gli altri metodi di determinazione dell’età relativa dipendono dalla sequenza fisica osservata degli strati come controllo della loro validità. Per una distanza sufficientemente limitata, la traccia di un piano di lettiera è il miglior indicatore di sincronicità.

2. Litologia
Le proprietà litologiche sono comunemente influenzate più fortemente dall’ambiente locale che dall’età, i confini delle unità litostratigrafiche alla fine si tagliano su superfici sincrone e caratteristiche litologiche simili si verificano ripetutamente nella sequenza stratigrafica. Anche così, un ” unità litostratigrafica ha sempre qualche connotazione cronostratigrafica ed è utile come guida approssimativa alla posizione cronostratigrafica, soprattutto a livello locale.

Unità litologiche distintive e diffuse possono anche essere diagnostiche della posizione cronostratigrafica.

3. Paleontologia
Il corso ordinato e progressivo dell’evoluzione organica è irreversibile rispetto al tempo geologico e i resti della vita sono diffusi e distintivi.

Per questi motivi, i taxa fossili, e in particolare le loro sequenze evolutive, costituiscono uno dei mezzi migliori e più utilizzati per tracciare e correlare i letti e determinare la loro età relativa.

La correlazione biostratigrafica, tuttavia, non è correlazione temporale perché l’omotassia tra i campioni può derivare da altre cause oltre al fatto che i campioni sono uguali in età.

4. Determinazioni età isotopica
Isotopica incontri metodi (U-Pb, Rb-Sr, K-Ar, Ar-Ar) sulla base del decadimento radioattivo di alcuni nuclidi genitori ad una velocità che è costante e adatto per misurare il tempo geologico fornire dati cronostratigrafici di alta precisione con errori analitici nel range di 0,1 a 2 per cento. Tuttavia, non tutti i tipi di roccia e minerali sono suscettibili di determinazione dell’età isotopica.

La datazione isotopica contribuisce ai valori di età espressi in anni e fornisce la principale speranza per elaborare le età e le relazioni di età delle rocce precambriane.

In alcune circostanze, le determinazioni isotopiche dell’età forniscono la base più accurata o addirittura l’unica per la determinazione dell’età e la classificazione cronostratigrafica delle rocce sedimentarie, vulcaniche e di altre rocce ignee.

Discrepanze nei risultati di età possono derivare dall’uso di diverse costanti di decadimento.

È importante per i confronti geologici, quindi, che vengano utilizzati gli insiemi uniformi di costanti di decadimento raccomandati dalla Sottocommissione IUGS sulla Geocronologia.

Un metodo di determinazione dell’età attraverso la radioattività che differisce da quelli sopra menzionati è quello basato sulla proporzione dell’isotopo del radiocarbonio (14C) al carbonio normale nella materia organica dei sedimenti. Questo metodo è stato estremamente prezioso, ma è limitata in applicazione alla incontri di strati quaternari superiori.

5. Inversioni di polarità geomagnetiche
Le inversioni periodiche della polarità del campo magnetico terrestre sono utilizzate nella cronostratigrafia, in particolare nelle rocce mesozoiche e cenozoiche superiori in cui è stata sviluppata una scala temporale magnetica. Inversioni di polarità sono, però, quelli binari e specifici non possono essere identificati senza l ” assistenza di qualche altro metodo di incontri come la biostratigrafia o isotopica incontri.

6. Cambiamento paleoclimatico
I cambiamenti climatici lasciano impronte sul record geologico sotto forma di depositi glaciali, evaporiti, letti rossi, depositi di carbone, cambiamenti faunistici, ecc.

I loro effetti sulle rocce possono essere locali o diffusi e fornire preziose informazioni per la cronocorrelazione, ma devono essere utilizzati in combinazione con altri metodi specifici.

7. Paleogeografia e cambiamenti eustatici nel livello del mare
Come risultato di movimenti epeirogenici delle masse terrestri o aumenti eustatici e abbassamenti del livello del mare, alcuni periodi della storia della Terra sono caratterizzati in tutto il mondo da una posizione generale alta o bassa dei continenti rispetto al livello del mare. Le prove nelle rocce delle trasgressioni risultanti, regressioni, e discordanze possono fornire una base eccellente per stabilire un quadro cronostratigrafico in tutto il mondo. L’identificazione di un particolare evento, tuttavia, è complicata da movimenti verticali locali e quindi il metodo richiede un aiuto ausiliario per identificare correttamente gli eventi.

8. Discordanze
Anche se una superficie di discordanza varia in età e tempo-valore da luogo a luogo e non è mai universale in misura, alcune discordanze possono servire come guide utili per la collocazione approssimativa dei confini cronostratigrafici.

Le irregolarità, tuttavia, non possono soddisfare i requisiti per la selezione di tali limiti (vedere sezione 9.H. 3).

9. Orogenesi
Disturbi crostaliavere un effetto riconoscibile sul record stratigrafico.Tuttavia, la notevole durata di molte orogenesi, la loro natura locale piuttosto che mondiale e la difficoltà di identificazione precisa li rendono indicatori insoddisfacenti della correlazione cronostratigrafica mondiale.

10. Altri indicatori
Molte altre linee di evidenza possono in alcune circostanze essere utili come guide alla correlazione temporale e come indicatori della posizione cronostratigrafica.

Alcuni sono più usati di altri, ma nessuno dovrebbe essere rifiutato.

J. Denominazione delle unità cronostratigrafiche

A un’unità cronostratigrafica formale viene assegnata una designazione binomiale – un nome proprio più un termine-parola – e le lettere iniziali di entrambi sono maiuscole.Il suo equivalente geocronologico utilizza lo stesso nome proprio combinato con il termine geocronologico equivalente, ad esempio, Sistema cretaceo – Periodo cretaceo.

Il nome proprio di un’unità cronostratigrafica o geocronologica può essere usato da solo dove non c’è pericolo di confusione, ad esempio “Aquitanian” al posto di “Aquitanian Stage”. Vedere sezioni 3.B. 3 e 3.B. 4.

K. Revisione delle unità cronostratigrafiche

Vedere sezioni 3.B e 9.H.