Stratigrafické stupnice a
jednotky
Stratigrafie používá tři druhy stratigrafických
stupnic (chronostratigefické,
litostratigrafické a biostratigrafické,
obr. 9). Každá z nich
používá své jednotky.
Chronostratigrafická
stupnice a jednotky
Základní,
celosvětově platná stratigrafická
stupnice, umožňující zařazovat poznatky o
vývoji Země do standardního systému, je standardní
chronostratigrafická
(neboli časově stratigrafická)
stupnice a její jednotky. Účelem
vytvoření chronostratigrafických
jednotek je rozdělení historie Země do objektivně
zjistitelných časových úseků, ve kterých
se pak seřazují události v geologickém
vývoji Země, umožňující časové
porovnávání významných procesů
v celosvětovém i regionálním
měřítku. Protože chronostratigrafické
jednotky jsou vymezené na základě intervalů
geologického času, jejich hranice reprezentují
izochronní linie.
Chronostratigrafická stupnice obsahuje jednotky, které
mají jednak význam časový (geochronologické
jednotky, tab.1), jednak význam konkrétní
(chronostratigrafické jednotky).
Uplatňuje se zde jakési dualistické pojetí, ve
kterém první skupina používá ideální jednotky
času, které by měly sloužit jako časomíra
(etalon), druhá skupina se opírá
o konkrétní horninová tělesa. Geochronologické jednotky jsou však
v současnosti spíše odmítány a preferuje se
užívání jednotek chronostratigrafických.
Tab. 1. Chronostratigrafická
stupnice.
|
geochronologické
jednotky |
chronostratigrafické jednotky |
příklad |
|
eon |
eonotém |
fanerozoikum |
|
éra |
eratém |
mezozoikum |
|
perioda |
útvar |
jura |
|
epocha |
oddělení |
malm |
|
věk |
stupeň |
oxford |
|
období |
chronozóna |
Cardioceras cordatum |
Konkrétní (chronostratigrafické)
jednotky jsou definovány
s důrazem na paleontologický obsah.
S výjimkou chronozóny, kterou
vymezuje výskyt jediného nejtypičtějšího
fosilního druhu nebo komplex několika málo
vůdčích druhů, mají uvedené jednotky
celosvětovou platnost. V poslední době je tendence
užívat jako
nejnižší chronostratigrafickou
jednotku podstupeň (např. v triasu).
Eonotém odráží nejvýznamnější
kroky historie Země (např. fanerozoikum tj. období rozvinutého orgapického
světa, které zahrnuje paleozoikum až kenozoikum).
Eratémy zahrnují stovky
miliónů let dlouhé etapy vývoje Země a
organického světa. Jejich hranice odpovídají
zásadním změnám ve vývoji
živočišstva a rostlinstva. Jejich názvy zpravidla
odrážejí dosažený stupeň vývoje
organismů (např. paleozoikum, mezozoikum, kenozoikum). Nomenklatura eratémů pochází z
řeckých slov: archaikum od slova archeos
- nejstarší, proterozoikum od slova proteros
- prvotní, paleozoikum od slova paleos
- starý, mezozoikum od slova mesos
- střední, kenozoikum od slova kainos
- nový. Druhá část slova pochází od
řeckého slova zoon - živočich.
Útvary zaujímají
velký časový interval (desítky miliónů
let) a mají celosvětovou platnost. Vymezují se na
paleontologickém základě. Jsou pro ně
typické celé čeledi nebo rody fauny nebo rody a druhy
flóry. Na jejich hranicích došlo ke změnám ve
složení fauny a flóry, které jsou
podmíněny změnami geografického prostředí
na zemském povrchu, spojenými zpravidla s tektonickými
pohyby a jinými vlivy (klimatickými apod.). Jejich nomenklatura
se odvozuje buď od geografických názvů
(kupř. devon od hrabství Devonshire v
Anglii, jura od pohoří Jura ve
Švýcarsku), nebo od charakteristických hornin
(karbon, křída), případně od stupně
vývoje organického světa (paleogén, neogén).
Při zobrazování útvarů v oficiálních
edicích geologických map se celosvětově
používá pro každý útvar
určitá barva a index, tvořený iniciálkami
latinského názvu útvaru.
Oddělení se definují paleontologicky typickými
podčeleděmi, rody nebo druhy nebo na základě
mezinárodních konvencí. Jeho
hranice jsou definovány spodní hranicí jeho
nejstaršího stupně a horní hranicí
nejmladšího stupně. Jeho znaky přesahují
většinou již hranice oblastí a mají interregionální ráz. Názvy jsou dány pozicí uvnitř
útvaru (např. spodní, střední, svrchní
devon) nebo od místních názvů
v typické nebo stratotypové oblasti
(kupř. jura se člení na tři oddělení
- 1ias, dogger, malm),
případně podle stáří ve vrstevním
sledu (např. paleogén se člení na paleocén,
eocén, oligocén). Existuje konvence, podle níž
přísluší na geologických mapách
oddělení určitý tón barvy útvaru a index
s příslušným číslem (spodní karbon
– C1 , miocén – N1 apod.j.
V dnešní etapě stratigrafického poznání má stupeň
většinou jen regionální platnost, a proto korelace
stupňů v celosvětovém měřítku
skýtají těžkosti. Pro
krátkost intervalu, který představuje, je stupeň
zvlášť cenný při detailnějších
regionálních stratigrafických
výzkumech. Definuje se opět na paleontologickém
základě, zejména pomocí vůdčích
rodů, podrodů a druhů. Nomenklatura stupňů se odvozuje
od geografických názvů oblastí, kde byl stupeň
poprvé definován nebo v nichž se nacházejí stratotypy (kupř. karbonský stupeň namur podle města Namur v
Belgii, devonský stupeň prag podle Prahy,
křídový stupeň valangin podle
městečka Valangin ve Švýcarsku,
obr.1).
Obr.1. Hrad u městečka Valangin (Švýcarsko) poblíže kterého byl stejnojmenný stupeň definován (foto P. Skupien).
Chronozóna představuje
nejnižší chronostratigrafickou
jednotku. Odpovídají jí uloženiny, které se
usadily během existence charakteristického komplexu
živočišných nebo rostlinných druhů.
Tímto komplexem druhů (nebo jediného druhu) je také chronozóna definována. Složení
komplexu druhů se může v různých oblastech
poněkud měnit, avšak vcelku zůstává
obdobné, což umožňuje korelace na značné
vzdálenosti. Nomenklatura chronozóny se
zpravidla odvozuje podle nejtypičtějšího druhu
z komplexu zkamenělin.
Vymezování
nebo revize chronostratigrafických jednotek se
provádí podle mezinárodně platných pravidel.
Nově stanovené jednotky musí být schváleny Mezinárodní stratigrafickou komisí (ICS)
v rámci Mezinárodní
unie geologických věd (IUGS) a pak Mezinárodním
geologickým kongresem (IGC). Mezinárodně
platná chronostratigrafická stupnice
(Gardstein, Ogg, 2004; česká
verze).
Odrazem nově
pokračujících snah po mezinárodním
sjednocení stratigrafických zásad
je vydání zkrácené verze „International
Stratigraphic Guide“,
které vyšlo v r. 1999 v periodiku Episodes.
Uvedený časopis je hlavním publikačním a
informačním médiem Mezinárodní unie
geologických věd. Zkrácená verze Guidu
obsahuje hlavně definice hlavních pojmů, kategorie stratigrafických jednotek, jejich charakteristiky a
velmi stručně podané pracovní postupy při
vymezování a revizi stratigrafických
jednotek. Forma a pravopis geograficky odvozených názvů
jednotek se závazně řídí podle místa a země stratotypu
a nelze je překládat do jiných jazyků.
Definici a platnost jednotek fixuje princip stanovení stratotypů. Stratotyp
(typová lokalita) reprezentuje určitá část
konkrétního vrstevního sledu, která je
typickým představitelem stratigrafické
jednotky nebo její hranice.
V původních představách se
předpokládalo, že stratotypy budou
reprezentovat celé rozpětí definované jednotky. Tento
požadavek se záhy ukázal být nereálným,
zejména pro stratigrafické jednotky
vyššího řádu. Na významu proto nabyly
mezinárodní stratotypy hranic
(boundary stratotypes),
které představují standard pro definici a vedení stratigrafické hranice, které omezují
danou jednotku (obr. 2, obr. 3). Vymezení hranice se opírá
o zásadu prvého výskytu zónového druhu.
S tím souvisí skutečnost, že se datují
spodní hranice útvaru, oddělení nebo stratigrafického stupně. Vedle stratotypů
bývají též definované pomocné stratotypy – tj. parastratotypy
(obr. 4).
Obr.2.
Příklad návrhu na stratotyp
hranice paleogén/neogén v severoitalském profilu Lemme-Carrosio (Kalvoda et al., 1998)
zahrnující následující údaje: l, 2 - chronostratigrafické jednotky, 3
-radiometrické stáří vzorků z profilu, 4 -
standardní údaje světové polarity, 5 - záznam
polarity ve studovaném profilu (černě -
normální, bíle - inversní, tečkované -
nezjištěno), 6 - metrické údaje profilu, 7 -
litologická charakteristika jednotlivých vrstev profilu
(není vyplněno), 8 - litostratigrafická
jednotka, do níž profil náleží (rigoroské souvrství), 9 - biostratigrafické
údaje (první resp. poslední výskyty
důležitých druhů vápnitého nanoplanktonu, planktonních a bentózních
foraminifer a dinoflagelát),
které jsou postupně doplňovány znaky
dalších skupin. Jako jedinečný bod
ležící na uvedené hranici je stanoven bod na
Obr. 3.
Mezinárodní stratotyp hranice
silur/devon na Klonku u Suchomast
(foto P. Skupien).
Obr.
4. Mezinárodní parastratotyp hranice
silur/devon na Budňanské skále u
Karlštejna (foto P. Skupien).
Stratotypy, vymezující hranici mezi
útvary, odděleními
a stratigrafickými stupni, jsou
v poslední době označovány jako globální stratotypové profily a body (Global Stratotype Section and Point). Označují se zkratkou GSSP.
litostratigrafická
stupnice a jednotky
Oblastní litostratigrafická
stupnice a její jednotky slouží
k vyjádření geologického vývoje
určitého regionu. Hlavním kritériem je
litologicko-faciální povaha uloženin. Základním
požadavkem je objektivní odlišitelnost
každé jednotky při přímém
terénním výzkumu a její použitelnost při
geologickém mapování regionu. Uvedená stupnice a
její jednotky mají, jak ostatně vyplývá
z názvu, regionální platnost.
Formální
(tj. nomenklatoricky pevné a hierarchicky
uspořádané) litostratigrafické
jednotky ve zvrstvených sledech jsou: souvrství
- základní pojmenovaná jednotka zahrnující
soubor hornin s typickými litologicko-faciálními
znaky a zaujímající určitou
stratigrafickou pozici (např. podhorské souvrství, obr.
5), člen (vrstvy) - nižší pojmenovaná
jednotka než souvrství, jejíž
litologicko-faciální znaky ji odlišují od
ostatních částí souvrství (např.
josefovské vápence), vrstva -
nejnižší jednotka sedimentárních hornin
deskovitého tvaru vymezená vrstevními plochami. U hornin
výlevných tvoří její analogon
lávový proud nebo výlev.
Souvrství jsou někdy spojována do
jednotek vysokého ranku označovaných jako skupiny.
Ty představují vnitřně složité soubory
více souvrství nebo též soubory
obtížně vnitřně členitelné
omezené většinou výraznými hranicemi (např.
vrbenská skupina). Jednotky
nižší než souvrství hrají roli
především při sestavování
místních litostratigrafických
škál (např. dílčí části
pánví).
Obr. 5. Ostrá hranice mezi podhorským souvrstvím reprezentovaným tmavými vápenci a souvrstvím manínským tvořeným vápenci světlými. Spodní křída, Ladce, Slovensko (foto P. Skupien).
Stav prozkoumanosti,
odkrytí terénu či jeho vývoj neumožňuje
vždy plné využití této hierarchie. Často se
setkáme i s litostratigrafickými
škálami, které neobsahují všechny kategorie
jednotek. V geologické praxi bývají někdy
používány i jednotky bez stanoveného řádu
umožňující v dané etapě výzkumu
označit určitý soubor hornin ještě před jeho
přesnou formalizací (např. horizont, obzor, komplex),
popř. i zcela neformální jednotky, pro
něž neplatí pravidla pojmenování a
hierarchického vztahu (např. čočka, písek H1).
Při
stanovování nových jednotek se řídíme
předepsanými náležitostmi a mezinárodně
platnými zásadami, které u nás v rámci
činnosti České stratigrafické
komise publikovali Chlupáč a Štorch
(1997), resp. Chlupáč (2000). Pojmenování jednotek
je binominální.
Skládá se z geografického názvu, který
je volen podle typické lokality a z označení kategorie
jednotky. Doporučovaný název člen místo vrstva
se u nás zatím nevžil. V případě,
že posledně uvedená jednotka je tvořená jedinou
nebo jednou zřetelně převažující horninou,
lze název jednotky nahradit názvem horniny
(štramberský vápenec, obr. 6). Geografické i
litologické názvy jednotek mají být
jednoduché. Kombinované, složité, resp.
genetické termíny nemají být
používány.
Obr. 6. Štramberský vápenec jurského stáří nazvaný podle stejnojmenného městečka Štramberk (foto P. Skupien).
Mocné a vnitřně
složité soubory sedimentů, metamorfik
nebo vulkanitů, které nelze dělit na
souvrství a vrstvy, zahrnujeme do řádově
nejvyšší jednotky, kterou je skupina (group).
Zvláštní
kategorii představuje jednotka synthem. Je to
jednotka vymezená pro taková horninová tělesa,
která jsou omezená diskordancemi (unconformity bounded unit).
Termín synthem se však nevžil a
měl by být nahrazen pojmem sekvence. Posledně uvedený
termín, zatím používaný pro
označení základní jednotky v sekvenční
stratigrafii, by měl tedy být
používán pro všechny jednotky, které jsou zcela
nebo aspoň zčásti omezené diskordancemi.
Biostratigrafická
stupnice a jednotky
Biostratigrafické jednotky představují
soubory hornin, obsahující určitý
paleontologický znak či prvek, který je odlišuje od
jiného souboru hornin (obr. 7). Obecnou jednotkou je biozóna. Používá se pět
základních druhů biozón
(obr. 8): zóna rozsahu (range zone), intervalová zóna (interval zone),
evoluční zóna (lineage zone), zóna společenstva
(assemblage zone) a zóna
hojného výskytu (abundance zone).
Obr. 7. Princip biostratigrafické
metody.
Obr.
8. Typy biozón (Nicholson, 1997).
Zóny rozsahu jsou stanoveny podle úplného stratigrafického a geografického rozsahu
taxonu, více taxonů či jiného znaku; intervalové zóny podle
intervalu mezi dvěma stanovenými údaji, např. podle
intervalu mezi prvním výskytem dvou určitých
taxonů; evoluční
zóny podle vrstevního sledu charakterizovaného
úsekem fylogenetické linie; zóny
společenstva jsou charakterizované společenstvem
fosilií odlišným nejméně třemi taxony od
společenstev okolních jednotek; zóny hojného výskytu jsou definované
vyšší hojností taxonu nebo taxonů oproti
ostatním částem vrstevního sledu.
Nižšími kategoriemi biostratigrafických jednotek jsou subzóny
a biohorizonty, úseky vrstevních
sledů bez fosilií bývají označovány jako
sterilní zóny.
Jména biozón nesou názvy určujícího
taxonu (taxonů). Např. biozóna
s amonitem druhu Cardioceras
cordatum patří do zóny rozsahu
Cardioceras cordatum.
Oproti názvu druhovému, v případě použití
druhového jména ve smyslu označení biozóny nebo chronozóny
nepíšeme druhové jméno kurzivou. Název biozóny musí obsahovat název
celého taxonu, podle kterého je zóna nazvána, tedy
nejen jméno druhové, ale i jméno rodové.
Vztah
chrono-, bio- a litostratigrafických jednotek
vplývá z obrázků
Obr.9. Vztah chrono-, bio-
a litostratigrafických jednotek (upraveno
podle Kalvody et al.,
1998).
Obr.
10. Vztah bio- a litostratigrafických jednotek
ve spodní křídě Západních Karpat na
příkladu korelačního schématu profilů
lokality Ladce (Skupien, 2004).
ZPĚT NAHORU
ZPĚT NA
ÚVODNÍ STRANU