Original paper

Contributions of lithology to the stratigraphic subdivision and correlation of sedimentary strata

Lutz, Manfred

Abstract

This note is complementary to the paper of Lutz et al. (2005) in the “Erläuterungen zur Stratigraphischen Tabelle von Deutschland 2005” (Explanations to the Stratigraphic Table of Germany 2005; ESTD 2005). It discusses different meanings of the terms “stratigraphy” and “correlation” by various authors, e.g. Hedberg (1976) and Schindewolf (1970). In the Central European tradition, Steininger & Piller (1999) stated that the objective of stratigraphy is “to arrange rock bodies in their temporal succession and to correlate them”, i.e. to establish their age relationship and their synchroneity. Terms such as litho-, bio-, and sequence-stratigraphy, refer then to the methods applied, whereas the term chronostratigraphy emphasizes the result, i.e., the subdivision and correlation of strata based on their age, without reference to the methods used. Geochronology, on the contrary, subdivides geological time using physical, chemical and geological methods. This difference in meaning between the subdivision of rocks based on their age, versus a subdivision of time based on all relevant evidence available, may facilitate the understanding of stratigraphic problems, but it does not require two separate hierarchical nomenclatures. These principles are discussed with respect to the correlation of lithological sections, in particular with the help of petrophysical measurements, in boreholes (well logs). The (chrono-)stratigraphic interpretation of lithological observations permits (1) establishing the temporal succession of deposits, (2) correlating locally or regionally isochronous strata, (3) establishing a local or regional, uncalibrated chronostratigraphical subdivision, and (4) deriving from it a regional geochronological scale. Regional biostratigraphic subdivisions (e.g. with ceratites in the Upper Muschelkalk) and magnetic polarity time scales make it possible to extend such local or regional correlations to a whole basin and beyond. An ultimate goal should be to integrate regional chronostratigraphical subdivisions into still farther-reaching (ideally global) systems.

Kurzfassung

Dieser Beitrag ergänzt die Ausführungen von Lutz et al. (2005) in den Erläuterungen zur Stratigraphischen Tabelle von Deutschland 2005 (ESTD 2005). Die unterschiedliche Definition der Begriffe ,,Stratigrafie“ und ,,Korrelation“ bei verschiedenen Autoren (z. B. Hedberg 1976, Schindewolf 1970) wird besprochen. Mitteleuropäischer Tradition folgend hat nach Steininger & Piller (1999) die ,,Stratigraphie das Ziel ..., Gesteinskörper ... in ihrer zeitlichen Abfolge zu ordnen und zu korrelieren“, d. h. ihr Altersverhältnis bzw. ihre Zeitgleichheit festzustellen. Die Begriffe Litho-, Bio-, Sequenz- usw. -stratigrafie bezeichnen Gliederungsund Korrelationsmethoden, die Chronostratigrafie gliedert Gesteinskörper aufgrund ihres Alters mit allen sachdienlichen Methoden. Die Geochronologie dagegen unterteilt die geologische Zeit mit geologischen, geochemischen und geophysikalischen Mitteln. Die begriffliche Trennung von Chronostratigrafie und Geochronologie kann das Verständnis stratigrafischer Probleme erleichtern; zwei getrennte hierarchische Nomenklaturen scheinen jedoch nicht notwendig. Die Korrelation lithologischer Profile, insbesondere mithilfe petrophysikalischer Bohrlochdiagramme (Logs) wird besprochen. Die (chrono-)stratigrafische Deutung lithologischer Beobachtungen gestattet (1) die zeitliche Ablagerungsfolge zu erkennen, (2) lokal bis regional zeitgleiche Schichten zu verknüpfen, (3) lokal/regional und unkalibriert eine chronostratigrafische Gliederung durchzuführen, von der (4) eine regionale geochronologische Skala abgeleitet werden kann. Regionale biostratigrafische Gliederungen (z. B. mit Ceratiten im Oberen Muschelkalk) und magnetische PolaritätsZeit-Skalen ermöglichen, solche lokalen/regionalen Korrelationen auf ein ganzes Becken und darüber hinaus auszudehnen. Es ist anzustreben, regionale chronostratigrafische Gliederungen in ein weiterreichendes (globales) System einzufügen.

Keywords

stratigraphylithostratigraphycorrelationchronostratigraphygeochronologystratigraphic nomenclature