Geologische Formation

Eine geologische Formation , kurz Formation , ist ein Gesteinskörper mit einem einheitlichen Satz physikalischer Eigenschaften ( Lithologie ), der ihn von benachbarten Gesteinskörpern unterscheidet und der eine bestimmte Position in den Gesteinsschichten einer geographischen Region (der stratigraphischen Säule ) einnimmt. Sie ist die Grundeinheit der Lithostratigraphie , der Lehre von den Gesteinsschichten . ^{[ 2 ] [ 3 ]}

Eine Formation muss so groß sein, dass sie an der Oberfläche kartiert oder im Untergrund verfolgt werden kann. Formationen werden ansonsten nicht durch die Mächtigkeit ihrer Gesteinsschichten definiert, die stark variieren kann. Sie sind in der Regel, aber nicht immer, tafelförmig. Sie können aus einer einzigen Lithologie (Gesteinsart) bestehen, aus Wechsellagerungen von zwei oder mehr Lithologien oder sogar aus einem heterogenen Gemisch von Lithologien, solange sie sich dadurch von benachbarten Gesteinskörpern unterscheiden. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

Das Konzept der geologischen Formation reicht bis zu den Anfängen der modernen wissenschaftlichen Geologie zurück. Abraham Gottlob Werner verwendete den Begriff in seiner Theorie über die Entstehung der Erde, die er zwischen 1774 und seinem Tod 1817 entwickelte. ^{[ 4 ]} Das Konzept wurde im Laufe der Zeit zunehmend formalisiert und ist heute in Werken wie dem Nordamerikanischen Stratigraphischen Code und seinen Pendants in anderen Regionen kodifiziert. ^{[ 5 ]}

Geologische Karten, die zeigen, wo verschiedene Formationen an der Oberfläche zutage treten, sind für Fachgebiete wie die Strukturgeologie von grundlegender Bedeutung , da sie Geologen ermöglichen, die tektonische Geschichte einer Region zu rekonstruieren oder wahrscheinliche Standorte für verborgene Bodenschätze vorherzusagen. ^{[ 6 ]}

Die Grenzen einer Formation werden so gewählt, dass sie eine größtmögliche praktische lithologische Konsistenz aufweist. Formationen sollten ausschließlich anhand ihrer Lithologie definiert werden. Die Lithologie einer Formation umfasst Merkmale wie die chemische und mineralogische Zusammensetzung, die Textur, die Farbe, primäre Ablagerungsstrukturen , Fossilien, die als gesteinsbildende Partikel gelten, oder andere organische Materialien wie Kohle oder Kerogen . Die Taxonomie von Fossilien ist keine gültige lithologische Grundlage für die Definition einer Formation. ^{[ 3 ]}

Der erforderliche lithologische Kontrast zwischen Formationen, um deren Existenz zu rechtfertigen, variiert mit der Komplexität der Geologie einer Region. Die Formationen müssen im Maßstab der in der Region üblicherweise angewandten geologischen Kartierung abgrenzbar sein; ihre Mächtigkeit kann von weniger als einem Meter bis zu mehreren tausend Metern reichen. ^{[ 3 ]}

Geologische Formationen werden üblicherweise nach einem permanenten natürlichen oder künstlichen Merkmal des geologischen Gebiets benannt, in dem sie erstmals beschrieben wurden. Der Name setzt sich aus dem geologischen Namen und entweder „Formation“ oder einer beschreibenden Bezeichnung zusammen. Beispiele hierfür sind die Morrison-Formation , benannt nach der Stadt Morrison in Colorado , und der Kaibab-Kalkstein , benannt nach dem Kaibab-Plateau in Arizona. Die Namen dürfen sich nicht mit bereits existierenden Formationsnamen überschneiden. So könnte beispielsweise eine neu benannte Formation nicht Kaibab-Formation genannt werden, da der Name Kaibab-Kalkstein bereits als Formationsname etabliert ist. Die erste Verwendung eines Namens hat Vorrang vor allen anderen, ebenso wie der erste Name, der einer bestimmten Formation gegeben wurde. ^{[ 7 ]}

Wie bei anderen stratigraphischen Einheiten umfasst die formale Bezeichnung einer Formation einen Stratotyp , üblicherweise ein Typprofil . Ein Typprofil ist idealerweise ein gut aufgeschlossener Bereich der Formation, der ihre gesamte Mächtigkeit zeigt. Ist die Formation nirgends vollständig aufgeschlossen oder weist sie erhebliche laterale Variationen auf, können zusätzliche Referenzprofile definiert werden. Bei seit Langem bekannten Formationen, die vor der modernen Kodifizierung der Stratigraphie entstanden sind oder keine tafelförmige Gestalt aufweisen (wie beispielsweise vulkanische Formationen), kann anstelle eines Typprofils eine Typlokalität als Stratotyp dienen. Der Geologe, der die Formation definiert, ist verpflichtet, den Stratotyp so detailliert zu beschreiben, dass andere Geologen die Formation eindeutig erkennen können. ^{[ 8 ]}

Obwohl Formationen ausschließlich anhand ihrer primären Lithologie definiert werden sollten, ist es oft sinnvoll, biostratigraphische Einheiten nach paläontologischen Kriterien, chronostratigraphische Einheiten nach dem Alter der Gesteine ​​und chemostratigraphische Einheiten nach geochemischen Kriterien zu definieren; diese sind in stratigraphischen Codes enthalten. ^{[ 9 ]}

Das Konzept formal definierter Schichten oder Strata ist zentral für die geologische Disziplin der Stratigraphie , und die Formation ist die Grundeinheit der Stratigraphie. Formationen können zu Strata- Gruppen zusammengefasst oder in Member unterteilt werden . Member unterscheiden sich von Formationen dadurch, dass sie nicht im gleichen Maßstab wie Formationen kartierbar sein müssen, obwohl sie, sofern vorhanden, lithologisch charakteristisch sein müssen. ^{[ 10 ]}

Die Definition und das Erkennen von Formationen ermöglichen es Geologen, geologische Schichten über große Entfernungen zwischen Aufschlüssen und Gesteinsschichten zu korrelieren . Formationen wurden zunächst als wesentliche geologische Zeitmarken beschrieben , basierend auf ihrem relativen Alter und dem Superpositionsprinzip . Die Unterteilung der geologischen Zeitskala wurde von Geologen und Stratigraphen des 18. und 19. Jahrhunderts beschrieben und chronologisch geordnet. ^{[ 11 ]}

Geologische Formationen lassen sich sinnvoll für Sedimentgesteinsschichten , niedriggradig metamorphe Gesteine ​​und vulkanische Gesteine ​​definieren . Intrusive magmatische Gesteine ​​und hochgradig metamorphe Gesteine ​​werden im Allgemeinen nicht als Formationen betrachtet, sondern als Lithodeme bezeichnet . ^{[ 12 ]}

Der Begriff „Formation“ wird umgangssprachlich auch verwendet, um die ungewöhnlichen Formen zu beschreiben, die Gesteine ​​durch Erosions- oder Ablagerungsprozesse annehmen. Eine solche Formation gilt als aufgegeben, sobald sie nicht mehr von dem geologischen Prozess beeinflusst wird, der sie hervorgebracht hat. Bekannte Höhlenformationen sind beispielsweise Stalaktiten und Stalagmiten .

• Geochronologie  – Wissenschaft zur Bestimmung des Alters von Gesteinen, Sedimenten und Fossilien
• Liste der Gesteinsformationen
• Liste der Fossilienfundstätten

• Boggs, Sam Jr. (1987). Grundlagen der Sedimentologie und Stratigraphie (1. Aufl.). Merrill Pub. Co. ISBN 0675204879Die
• Frank, Adams Dawson (1938). Die Entstehung und Entwicklung der Geologischen Wissenschaften . Baltimore: The Williams & Wilkins Company.
• Nordamerikanische Kommission für Stratigraphische Nomenklatur (November 2005). „Nordamerikanischer Stratigraphischer Code“ (PDF) . AAPG Bulletin . 89 (11): 1547–1591 . Bibcode : 2005BAAPG..89.1547 . doi : 10.1306/07050504129 . Abgerufen am 8. August 2020 .
• Ghosh, SK (1993). Strukturgeologie: Grundlagen und moderne Entwicklungen (1. Aufl.). Pergamon Press. ISBN 0-08-041879-1Die

• Medien zum Thema geologische Formationen auf Wikimedia Commons