Stratigrafi

GEUS forsker i og udfører forskellige typer af stratigrafiske analyser (især biostratigrafi, seismisk stratigrafi, sekvensstratigrafi og tektono-stratigrafi) i utallige sammenhænge – oftest i forbindelse med analyser af sedimentære bassiners ressourcer (olie, gas, geotermi, CO2-lagring etc.) i Nordsøen, Danmark og Grønland, men også andre steder som fx Sydøstasien. Nedenfor er begrebet stratigrafi og de forskellige metoder beskrevet.

Stratigrafi er en geologisk metode, som har til formål at beskrive, klassificere og redegøre for de geologiske lags (bjerg- og jordarter) sammensætning, indbyrdes alder og relation med henblik på tolkning og kortlægning af jordskorpens geologiske udvikling.

Den stratigrafiske metode inddeler et områdes geologiske lag og lagserier i stratigrafiske enheder, som er grundlæggende, når et områdes geologiske udvikling skal forstås og beskrives.

Ved brug af den stratigrafiske metode kan de geologiske lag skelnes fra hinanden, følges fra sted til sted og kortlægges. Dette har stor praktisk betydning ved vurdering af et områdes geologiske ressourcer, hvad enten det er kul, olie, gas, vand, ler, sand, grus, geotermisk varme eller andre ressourcer. Endvidere er stratigrafi grundlæggende, når livets udvikling på jorden skal forstås.

Fossiler af Nautil af slægten Paracymatoceras, Valanginien (Kridt) i Nordøstgrønland og Dinoflagellat-cyste af slægten Operculodinium, Neogen, Nordsøen

Billeder af (1) Nautil af slægten Paracymatoceras, Valanginien (Kridt) i Nordøstgrønland og (2) Dinoflagellat-cyste af slægten Operculodinium, Neogen, Nordsøen

Stratigrafi kommer af latin -stratum (lag) og -grafi (beskrive) og er den ældste og mest grundlæggende del af den geologiske videnskab. De første stratigrafiske principper blev beskrevet af danskeren Niels Stensen (Nicolas Steno, 1638–1686), der opstillede superpositionsprincippet, som siger, at i uforstyrrede lagserier er de nederste lag ældre end de overliggende lag.

Stratigrafiske discipliner

Der findes tre grundlæggende stratigrafiske discipliner med tilhørende enheder:

  1. Litostratigrafisk enhed, der defineres ud fra et bjergartslegemes litologiske sammensætning (fx sandsten, lersten, kalksten).
  2. Biostratigrafisk enhed, der defineres ud fra et bjergartslegemes indhold af fossiler.
  3. Kronostratigrafisk enhed, der indeholder alle de bjergarter, der er aflejret eller dannet i løbet af et specifikt geologisk tidsinterval.

Derudover findes der en række stratigrafiske discipliner, der alle har til formål at inddele lagserien i en række genetiske enheder, som er dannet under sammenhængende begivenhedsforløb (fx sekvensstratigrafi, seismisk stratigrafi og tektonostratigrafi). Valget af analysemetode afhænger meget af typen af tilgængelige data, formålet med analysen og bassintype.

Sekvens-stratigrafi giver et hierarkisk rammeværk for en sedimentologisk tolkning, der sammen med fossile biota og sedimentære strukturer muliggør en konceptuel modellering af forskellige sedimentære processer, ændringer af akkommoderingsrum forårsaget af ændringer i eustatisk havniveau eller indsynkning/hævning.

Styrken ved den sekvensstratigrafiske metode er, at den kombinerer de geometriske relationer af de sedimentære facies og lag følger i et forudsigeligt systematisk rammeværk af geometrier, der antages at være et resultat af gentagne aflejringsbegivenheder og opfyldninger af bassinet.

Metoden kan derved benyttes til forståelse af den overordnede bassinudvikling og som et prædiktivt værktøj for den geologiske udvikling i ukendte dele af et bassin.

Ammonit af slægten Euhoplites, mellem Albien (Kridt), aftryk i konkretion, Nordgrønland

Ammonit af slægten Euhoplites, mellem Albien (Kridt), aftryk i konkretion, Nordgrønland

Ammonitter af slægten Arcthoplites, tidlig Albien (Kridt), Nordgrønland

Ammonitter af slægten Arcthoplites, tidlig Albien (Kridt), Nordgrønland.

Seismisk stratigrafi benyttes i områder, hvor der er seismiske data til rådighed for bassinanalysen. Seismisk stratigrafi bygger på den grundlæggende antagelse, at individuelle reflektorer kan betragtes som aflejringstidslinjer, dvs. repræsenterer et meget kort geologisk tidsinterval med genetisk relaterede aflejringsforhold. Som i sekvensstratigrafi vil geometrien og andre seismiske karakteristika af de enkelte seismiske enheder kunne benyttes til at tolke bassinudviklingen samt litologi og afsætningsforhold og er derfor et meget stærkt prædiktivt værktøj, som bl.a. anvendes i olieindustrien, til kortlægning af reservoirer, forsegling, kildebjergarter og fælder i undergrunden (se seismisk kortlægning).

Tektono-stratigrafi benyttes hovedsageligt i en overordnet inddeling af tykke sedimentære lagserier til at adskille aflejringssekvenser, der er afsat under forskellige tektoniske regimer (fx præ-rift-, syn-rift- og post-rift-sekvenser). Oftest er de enkelte enheder også karakteriseret ved et skift i palæo-dræneringsforholdene og er derfor, som de to overstående stratigrafier, et stærkt værktøj til forståelse af et bassins udvikling og anvendes bl.a. som prædiktivt værktøj i olieindustrien til kortlægning af reservoirer, forsegling og kildebjergarter.

De forskellige stratigrafiske enheder er indordnet og navngivet i et hierarkisk system, som er praktisk i forbindelse med beskrivelser og kommunikation; fx er litostratigrafiske enheder defineret som lag, led, formation, gruppe og supergruppe.

En beskrivelse af lagenes relation og kontakt er væsentlig for en analyse af deres tilblivelse. Således bruges begrebet 'inkonformitet' som betegnelse for kontakten mellem to lag i en lagserie, der ikke er dannet som under et sammenhængende aflejringsforløb. Er lagene parallelle, kaldes kontakten en 'diskonformitet'; er der en tydelig vinkel (forskel i hældning) mellem lagene, kaldes kontakten en 'vinkeldiskordans'. Hvor den første kontakt afspejler en afbrydelse i sedimentationsforløbet, viser den sidste kontakt, at der er også er sket en tektonisk påvirkning og erosion inden aflejring af det overliggende lag.

Som følge af en inkonformitet mangler der levn (aflejring/bjergart) fra et tidsinterval i den stratigrafiske serie, og et sådant 'hul' i serien kaldes en hiatus (flertal: hiati) som værende af lokal eller regional udbredelse.

Lars Henrik Nielsen
Statsgeolog
Stratigrafi
Telefon30271352
Karen Dybkjær
Seniorforsker
Stratigrafi
Telefon91333722
Emma Sheldon
Seniorforsker
Stratigrafi
Telefon91333712
Peter Alsen
Seniorforsker
Stratigrafi
Telefon91333732
Henrik Vosgerau
Seniorforsker
Stratigrafi
Telefon91333716