ลำดับชั้นหินตามลำดับชั้น (Sequence Stratigraphy)

ลำดับชั้นหินตามลำดับชั้นตีความบันทึกชั้นหินที่วางตัวเป็นชั้นๆ ว่าเป็นชุดของแพ็กเกจที่ถูกจำกัดด้วยพื้นผิวของการกัดเซาะหรือไม่เกิดการสะสมตัว โดยแต่ละแพ็กเกจสะท้อนถึงการทำงานร่วมกันของการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำทะเล การทรุดตัว และการจัดหาตะกอน

Definition

ลำดับชั้นหินตามลำดับชั้นคือการศึกษาชั้นหินตะกอนในฐานะลำดับการสืบทอดทางพันธุกรรมที่ถูกจำกัดด้วยรอยชั้นไม่ต่อเนื่อง (unconformities) และรอยชั้นต่อเนื่องที่สัมพันธ์กัน (correlative conformities) ซึ่งจัดเรียงเป็นระบบชั้นหินที่บันทึกวัฏจักรของการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำทะเลสัมพัทธ์

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมการวิเคราะห์ชั้นหินในแง่ของลำดับการสะสมตัวและระบบชั้นหินที่ควบคุมโดยการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำทะเลสัมพัทธ์ โดยกล่าวถึงการระบุพื้นผิวขอบเขตที่สำคัญ รูปแบบการวางตัวซ้อนกันที่คาดการณ์ได้ และการประยุกต์ใช้แนวคิดเหล่านี้ในการศึกษาลำดับชั้นหินทางธรณีฟิสิกส์และใต้ผิวดิน

Core questions

• การเปลี่ยนแปลงระดับน้ำทะเลสัมพัทธ์จัดเรียงชั้นหินเป็นลำดับชั้นได้อย่างไร?
• พื้นผิวและรูปแบบการวางตัวซ้อนกันใดที่กำหนดระบบชั้นหิน?
• ลำดับชั้นหินตามลำดับชั้นถูกนำไปใช้กับข้อมูลธรณีฟิสิกส์และข้อมูลหลุมเจาะในการสำรวจได้อย่างไร?

Key theories

ลำดับชั้นหินทางธรณีฟิสิกส์และลำดับชั้นหินตามลำดับชั้น

เวลและเพื่อนร่วมงานแสดงให้เห็นว่ารูปแบบการสะท้อนในข้อมูลธรณีฟิสิกส์บันทึกลำดับการสะสมตัวที่ถูกจำกัดด้วยรอยชั้นไม่ต่อเนื่อง และตีความการทับถมชายฝั่งว่าเป็นการบันทึกการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำทะเลสัมพัทธ์ ซึ่งเป็นรากฐานของวิธีการลำดับชั้นหินตามลำดับชั้น

พื้นที่รองรับการสะสมตัวและระบบชั้นหิน

ความสมดุลระหว่างพื้นที่รองรับการสะสมตัว ซึ่งเป็นพื้นที่ที่ตะกอนสามารถสะสมได้ซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำทะเลและการทรุดตัว และการจัดหาตะกอน ควบคุมว่าชั้นหินจะรุก (prograde) สะสมตัวในแนวตั้ง (aggrade) หรือถอยร่น (retrograde) ซึ่งกำหนดลำดับที่คาดการณ์ได้ของระบบชั้นหินภายในแต่ละลำดับชั้น

Mechanisms

ระดับน้ำทะเลสัมพัทธ์ ซึ่งกำหนดโดยระดับน้ำทะเลทั่วโลกบวกกับการทรุดตัวหรือการยกตัวในท้องถิ่น สร้างหรือกำจัดพื้นที่รองรับการสะสมตัว (accommodation space) เมื่อการจัดหาตะกอนมีมากกว่าพื้นที่รองรับ ชายฝั่งจะรุกไปทางทะเล; เมื่อพื้นที่รองรับเติบโตเร็วกว่า ชายฝั่งจะถอยร่นเข้าหาแผ่นดิน การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้สร้างรูปแบบการวางตัวซ้อนกันและพื้นผิวขอบเขตที่เป็นลักษณะเฉพาะ ซึ่งรวมถึงขอบเขตลำดับชั้น (sequence boundaries) พื้นผิวการท่วมสูงสุด (maximum flooding surfaces) และพื้นผิวการรุก (transgressive surfaces) ที่ช่วยให้สามารถทำแผนที่ลำดับชั้นและระบบชั้นหินได้

Clinical relevance

ลำดับชั้นหินตามลำดับชั้นเป็นเครื่องมือทำนายหลักในการสำรวจปิโตรเลียม โดยระบุตำแหน่งหินกักเก็บ หินต้นกำเนิด และหินปิดกั้นภายในกรอบระดับน้ำทะเล และเป็นพื้นฐานในการแยกแยะการควบคุมระดับโลกจากการควบคุมในท้องถิ่นในการสร้างการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำทะเลในอดีตขึ้นใหม่

History

สลอสส์ได้นำเสนอแนวคิดลำดับชั้นหินขนาดใหญ่ในช่วงทศวรรษ 1960 แนวทางนี้ได้รับการเปลี่ยนแปลงในปี 1977 เมื่อเวลและเพื่อนร่วมงานที่เอ็กซอนตีพิมพ์ผลงานเกี่ยวกับลำดับชั้นหินทางธรณีฟิสิกส์และเส้นโค้งระดับน้ำทะเลจากการทับถมชายฝั่ง (coastal-onlap sea-level curves) และต่อมาได้รับการจัดระบบและทำให้เป็นมาตรฐานบางส่วนในช่วงทศวรรษ 1990 และ 2000 ผ่านผลงานต่างๆ เช่น การสังเคราะห์ของคาตูเนียนู

Debates

การควบคุมลำดับชั้นโดยการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำทะเลทั่วโลกเทียบกับการควบคุมโดยธรณีแปรสัณฐาน

การที่เส้นโค้งระดับน้ำทะเลทั่วโลกที่ได้จากลำดับชั้นหินทางธรณีฟิสิกส์สะท้อนถึงการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำทะเลทั่วโลกอย่างแท้จริง หรือถูกครอบงำด้วยผลกระทบจากการแปรสัณฐานในภูมิภาคและการจัดหาตะกอน เป็นข้อถกเถียงที่ดำเนินมาอย่างยาวนานในสาขาวิชาลำดับชั้นหิน

Key figures

• Peter Vail
• Robert Mitchum
• Octavian Catuneanu
• Lawrence Sloss

Seminal works

• vail1977
• catuneanu2006

Frequently asked questions

ลำดับการสะสมตัวคืออะไร?

ลำดับการสะสมตัวคือชุดของชั้นหินตะกอนที่มีความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมซึ่งถูกจำกัดทั้งด้านบนและด้านล่างด้วยรอยชั้นไม่ต่อเนื่องหรือรอยชั้นต่อเนื่องที่สัมพันธ์กัน ซึ่งแสดงถึงวัฏจักรหนึ่งของการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำทะเลสัมพัทธ์