Stratygrafia sekwencyjna

Stratygrafia sekwencyjna lub stratygrafia sekwencji (ang. sequence stratigraphy) jest jedną z metod stratygrafii. Według definicji podanej przez Possamantiera i Allena z 1999 roku jest to "analiza modeli cyklicznej sedymentacji z uwzględnieniem ich cyklicznego następstwa, które spowodowane jest zmianami ilości dostarczanego materiału i dostępnej dla jego akumulacji przestrzeni, czyli akomodacji (od ang. accommodation)".

Stratygrafia sekwencyjna porządkuje chronologicznie procesy powstawania osadów, ich architekturę i relacje geometryczne pomiędzy poszczególnymi facjami sedymentacyjnymi zakładając, że są one nierozerwalnie związane ze zmianami poziomu bazy. Przedmiotem stratygrafii sekwencyjnej jest więc określanie warunków depozycyjnych osadów (ilości transportowanego materiału osadowego i dostępnej akomodacji) w celu sporządzania rekonstrukcji paleogeograficznych i przewidywania następstw ułożenia warstw litologicznych. Takie rekonstrukcje możliwe są dla wszystkich systemów depozycyjnych i są szczególnie użyteczne (np. na potrzeby poszukiwań naftowych) dla obszarów, gdzie nie są dostępne dane z bezpośrednich obserwacji czy pomiarów (odsłonięć, wierceń itp.). Jednostki stratygrafii sekwencyjnej są niezależne od skali (miąższości), natomiast wydzielane powierzchnie mają charakter genetyczny i bardziej konceptualny niż fizyczny, czy litologiczny (w przeciwieństwie do litostratygrafii).

Podstawy stratygrafii sekwencyjnej zostały stworzone jednak przez Laurence'a Slossa, który już w 1949 roku podzielił formacje osadowe Ameryki Północnej na sześć głównych sekwencji (Catuneanu i in. 2011). Granice tych sekwencji wyznaczone są przez główne powierzchnie niezgodności erozyjnych. Tego typu definicja sekwencji odpowiadała mniej więcej definicji piętra strukturalnego. Jego student Vail, który po studiach doktoranckich został zatrudniony w Exxon Production Research Company, dzięki pracy z profilami sejsmicznymi rozwinął teorię stratygrafii sejsmicznej i w 1977 roku opublikował pierwszą pracę na temat stratygrafii sekwencyjnej. Modele architektury sekwencji pierwotnie zostały stworzone dla środowiska wybrzeża morskiego. Z czasem wprowadzone zostały (lub raczej podejmowane są próby wprowadzenia) analogiczne modele dla innych środowisk.

Stratygrafia sekwencyjna przykłada szczególną uwagę do korelacji warstw skalnych opartej na powierzchniach stratygraficznych, które reprezentują zmiany w trendach depozycyjnych (Embry 2010). Powierzchnie te ograniczają parasekwencje, czyli podstawowe jednostki stratygrafii sekwencyjnej i określają ich rangę to powierzchnie maksymalnego zalewu, powierzchnie maksymalnej regresji oraz granice sekwencji. Powierzchnie zdefiniowane są na podstawie geometrycznego układu stosów warstw (powierzchnie typu A) i mogą mieć charakter diachroniczny. Także powierzchnie zdefiniowane na podstawie zmian głębokości basenu sedymentacyjnego (typu B) mogą mieć charakter diachroniczny. Catuneanu i in. (2009, str. 10) definiują metodologię stratygrafii sekwencyjnej w następujących czterech punktach:

  • "obserwacja trendów geometrycznych (ang. stacking trends) oraz geometrii zakończeń warstw (ang. stratal terminations),
  • wykorzystanie ich geometrii w celu wydzielenia powierzchni stratygrafii sekwencyjnej,
  • zastosowanie tych powierzchni, trendów geometrycznych oraz geometrii warstw w celu wydzielenia ciągów systemowych oraz
  • zastosowanie powierzchni i ciągów systemowych w celu zdefiniowania sekwencji depozycyjnych".

Powierzchnie maksymalnego zalewu i maksymalnej regresji mają największe rozprzestrzenienie i mogą służyć do korelacji warstw w obrębie całego basenu, zarówno w systemach depozycyjnych płytkiego morza, jak i w systemach głębokomorskich i skłonu kontynentalnego (w oparciu o zmiany w trendach uziarnienia). W praktyce na podstawie przekrojów geologicznych, które są oparte o dane z wierceń, odsłonięć i profili geofizycznych określane są główne jednostki genetyczne: parasekwencje z ich geometrycznym ułożeniem stosów warstw, ciągi systemowe oraz sekwencje.

Literatura:

Catuneanu, O., Abreu, V., Bhattacharya, J.P., Blum, M.D., Dalrymple, R.W., Eriksson, P.G., Fielding, C.R., Fisher, W.L., Galloway, W.E., Gibling, M.R., Giles, K.A., Holbrook, J.M., Jordan, R., Kendall, C.G.St.C., Macurda, B., Martinsen, O.J., Miall, A.D., Neal, J.E., Nummedal, D., Pomar, L., Posamentier, H.W., Pratt, B.R., Sarg, J.F., Shanley, K.W., Steel, R.J., Strasser, A., Tucker, M.E., Winker, C. 2009. Towards the standardization of sequence stratigraphy. Earth-Science Reviews 92, 1–33
Catuneanu, O., Galloway, W.E., Kendall, C.G.St.C., Miall, A.D., Posamentier, H.W., Strasser, A. and Tucker, M.E., 2011. Sequence Stratigraphy: Methodology and Nomenclature. Newsletters on Stratigraphy 44/3, 173-245 dostępne dzięki Department of Earth and Atmospheric Sciences, University of Alberta
Christie-Blick, N., Driscoll, N.W., 1995. Sequence stratigraphy. Annual Review of Earth and Planetary Sciences 2
Embry, A. 2006. Episodic Global Tectonics: Sequence Stratigraphy Meets Plate Tectonics. GEO ExPro, 26-30
Embry, A. 2010. Correlating siliciclastic successions with sequence stratigraphy. W: Zaitlin, B.A. (ed.) Application of modern stratigraphic techniques: theory and case histories. SEPM Society for Sedimentary Geology
Mulholland, J.W. 1998. Sequence stratigraphy: Basic elements, concepts, and terminology. The Leading Edge, 37-40
Posamentier, H.W., Allen, G. P., 1999. Siliciclastic sequence stratigraphy: concepts and applications. SEPM Concepts in Sedimentology and Paleontology
Rabiller, P.J.Y.M., Robail, F., Remacha, E., Richard, L., Sancho-Jaquel, F.J., Climent, F., Fernandez, L.P. 2003.Sequence Stratigraphy Applied to Log Interpretation: Improving Methodology by Means of Signal Processing Techniques and Outcrop Calibration. AAPG Search and Discovery Article #90017
Vail, P.R., Mitchum, R.M., Thompson, S. 1977. Seismic stratigraphy and global changes of sea level, Part 3: Relative changes of sea level from coastal onlap. W: Payton C. E. (red.), Seismic stratigraphy—applications to hydrocarbon exploration. American Association of Petroleum Geologists Memoir 26, 63-82.