Korrelasie (geologie)

Korrelasie word in die stratigrafie gebruik om aan te dui dat 'n afsetting op 2 of meer plekke tot dieselfde eenheid behoort. Daar bestaan 3 korrelasiebeginsels: lito-, bio- en chronostratigrafies, wat betrekking het op onderskeidelik die ooreenkoms in gesteente-eienskappe, in fossielinhoud en in die vormingstyd. Die herkenning van een korrelasie beteken dat daar 'n verband tussen waarnemings op 2 of meer soortgelyke gebiede kan bestaan.

Sonder korrelering is dit onmoontlik om byvoorbeeld boorgegewens te verwerk, geologiese kaarte te vervaardig of 'n geskiedkundige oorsig van die aarde op te stel. Die herkenning van stratigrafiese korrelasies is daarom in die toegepaste geologie van fundamentele belang. Die litostratigrafiese korrelasie kan betrekking hê op sowel formele litostratigrafiese eenhede (eenhede met bepaalde gesteente-eienskappe) as op eenhede met ander herkenbare fisiese eienskappe (parastratigrafiese korrelasie).

Soms vloei litostratigrafiese korrelasies direk voort uit die opeenvolging van dagsome in die terrein, soos op 'n lugfoto waargeneem kan word. In die algemeen word gebruik gemaak van die litologiese en verbandhoudende eienskappe. Hierby dien die soort gesteente (kalk, sandsteen), sedimentêre strukture, kleur, die aanwesigheid van fossiele (as gesteentekomponente), mineralogiese samestelling (onder andere swaar minerale), onoplosbare reste, ensovoorts as aanduidings. In die praktyk word daar meestal gebruik gemaak van die ooreenkoms in die opeenvolging van eenhede op 2 (of meer) plekke, en daarmee word 'n nuwe en belangrike element tot die korrelatiewe kenmerke toegevoeg.

Van besondere belang is die sogenaamde gidslaag. Dit is lae, meestal van geringe dikte, wat vanweë hul eienskappe maklik herkenbaar is en oor 'n groot afstand gevolg kan word, soos byvoorbeeld 'n vulkaniese aslaag, of mariene lae in grotendeels kontinentale opeenvolgings. Die groot betekenis van noukeurige korrelasies in die toegepaste geologie (opsporing van aardolie, ensovoorts) het gelei tot die ontwikkeling van verfynde tegnieke om korrelasies te doen tussen gesteentes wat tydens boorwerk aangetref word.

Die elektriese potensiaalverskil tussen die boorspoelmengsel en die water in die gesteente, en die elektriese weerstand van die gesteente word dan bepaal (geofisiese opsporingsmetodes). Met hierdie soort tegnieke word deurlopende krommes outomaties geregistreer, waardeur gedetailleerde korrelasies verkry word. Ook die boorsnelheid gee 'n aanduiding van die aard van die gesteentes. Litostratigrafiese korrelasies is egter slegs bruikbaar oor beperkte afstande, byvoorbeeld in 'n sedimentêre bekken.

Die biostratigrafiese korrelasie berus eweneens op waarneembare paleontologiese kenmerke van die sedimentêre opeenvolging. In beginsel kan al die eenhede wat in die biostratigrafie onderskei word, vir korrelasie gebruik word. Die waarde van hierdie eenhede verskil baie as gevolg van die groot verskille in die vertikale en die horisontale verspreiding van fossiele. Die vertikale verspreiding is onder andere 'n weerspieëling van die lewensduur van 'n bepaalde groep of takson. Laer taksonomiese eenhede het meestal 'n korter lewensduur as die hoëres (spesies het 'n korter lewensduur as die genera, genera korter as die van die families waartoe hulle behoort). Die lewensduur staan ook in verband met die tempo van ontwikkeling.

Goeie biostratigrafiese korrelasies kan verkry word met behulp van lae taksonomiese kategorieë wat tot groepe met 'n hoë evolusietempo behoort. Die horisontale (geografiese) verspreiding van organismes word veral bepaal deur hul gebondenheid deur die omgewing en deur hul migrasievermoë. Organismes wat swem of dryf, is van wee hierdie vermoë meestal oor 'n groter omgewing as bodemorganismes versprei. Vir korrelasies oor groot afstande, selfs interkontinentale korrelasies, is verteenwoordigers van groepe met 'n dryf- of swemvermoë en 'n hoë evolusietempo van groot nut.

In werklikheid berus die wêreldwye korrelasies van fanerosoïese sedimente (na die begin van die Kambrium, 570 miljoen jaar gelede) op enkele groepe wat aan hierdie voorwaardes voldoen. 'n Dergelike organisme met 'n kort lewensduur en groot verspreiding, liefs veelvuldig in voorkoms en goed herkenbaar, word as gidsfossiel aangewys. 'n Besondere soort biostratigrafiese korrelasie berus op vlakke (tweedimensioneel, in teenstelling met 'n biosone, wat altyd driedimensioneel is), gekenmerk deur die eerste verskyning van 'n bepaalde takson, meestal 'n spesie of 'n genus.

In die moderne oseanografiese ondersoek lewer sulke vlakke (biohorisonne) biostratigrafiese korrelasies van groot betekenis. Anders as lito- en biostratigrafiese korrelasie berus die chronostratigrafiese korrelasie nie op objektiewe kenmerke van die opeenvolgings nie, maar op die ooreenkoms in die tyd van vorming wat nie direk deur waarneming vasgestel kan word nie. Chronostratigrafiese korrelasie berus dus op interpretasie van waarneembare kenmerke en- bevat daardeur 'n subjektiewe element.

Nuwe interpretasies van bekende kenmerke of die toevoeging van nuwe kenmerke kan tel tot bevestiging, tot verfyning of tot hersiening van korrelasies. In 'n historiese wetenskap soos die geologie is chronostratigrafiese korrelasies onmisbaar om die aarde se geskiedenis op wêreldwye skaal te beskryf en om oorsaaklike verbande tussen verskynsels op verskillende plekke te herken. Chronostratigratiese korrelasies kan op uiteenlopende gegewens berus. In die Fanerosoïkum lewer biostratigrafiese korrelasies die noukeurigste en algemeenste bruikbare basis; in die hieraan voorafgaande Kriptosoïkum is in die eerste plek radiometriese ouderdomsbepaling van belang.

Alle fossiele organismes het 'n bepaalde plek in die ontwikkelingsgeskiedenis op aarde. As gevolg daarvan het paleontologiese (biostratigrafiese) korrelasies altyd 'n sekere ehronostratigrafiese waarde. Biostratigrafiese korrelasies weerspieël egter nie onder alle omstandighede gelyktydigheid nie. Gelyktydigheid bestaan slegs binne die grense van verskyning en verdwyning van 'n takson. 'n Horlosie waarvan die wyser per minuut aanspring, laat nie waarnemings van die kleiner eenhede toe nie. Daar is dus 'n grens aan die verklarende gegewens. Tog is op hierdie manier chronostratigrafiese korrelasies moontlik met 'n noukeurigheid wat in die algemeen nie langs 'n ander weg bekom sou kon word nie.

ʼn Graptolietsone uit die Ordovisium of Siluur het 'n gemiddelde duur van sowat 2 miljoen jaar en die ammonietsone uit die Jura van sowat 0,9 miljoen jaar. Naas biostratigrafiese korrelasies dra radiometriese ouderdomsbepaling by tot die vasstelling van chronostratigrafiese korrelasies. Twee faktore beperk egter hulle betekenis:

- Dit kan, op enkele uitsonderings na, slegs gebruik word vir stollingsgesteentes.

- Dit is oor die algemeen, as gevolg van fisiese faktore, nie baie akkuraat nie.

Vir die Fanerosoïkum bly die betekenis van radiometriese korrelasies ook ver agter by die van biostratigrafiese korrelasies. Vir die Kriptosoïkum, waar biostratigrafiese korrelasies (nog) nie moontlik is nie, kan hul betekenis egter moeilik onderskat word. Direkte radiometriese korrelasie van sedimente is onder andere moontlik met behulp van kalium-argon-ouderdomsbepalings van outigene (ter plaatse gevormde) minerale (byvoorbeeld gloukoniet), en C¹⁴-bepalings.

Die laaste is egter, vanweë die snelle verval, beperk tot ouderdomme van nie meer as 50 000 tot 60 000 jaar nie. Chronostratigrafiese eenhede is in beginsel wêreldwyd versprei en moet dus uiteindelik betrekking hê op alle afsettings wat die betrokke interval verteenwoordig, ongeag hulle fasies of geografiese plek. Aangesien geen enkele fossiel 'n wêreldwye verspreiding in alle fasiestipes of in alle biogeografiese provinsies besit nie, is dit noodsaaklik om ander korrelasies te soek.

Dit geld allereers vir verskillende gebiede waarbinne die korrelasies op verskillende groepe berus. Kontinentale afsettings bevat nie die pelagiese elemente (wat betref die diepsee) wat hulle goed leen tot die korrelasie van mariene afsettings nie. Dikwels ontbreek sulke elemente ook in mariene (vlaksee-) afsettings. In dergelike gevalle verskaf 'n vervingering (die kontak tussen 2 eenhede, soos die vingers van gevoude handel 'n onmisbare aanknopingspunt. Hierdie vervingering ontstaan deur laterale verskuiwings van die fasiesgrense in die loop van die tyd, byvoorbeeld deur trans- en regressies. By sommige litostratigrafiese gidslae kan deur hul ontstaanswyse aangetoon word dat hulle binne 'n bepaalde tydsinterval afgeset is.

Litostratigrafiese korrelasies verkry dan chronostratigrafiese betekenis, byvoorbeeld by lae van vulkaniese as. Aslae is ook in ouer sedimentêre opeenvolgings herkenbaar. Deur hul subtiele kenmerke en dikwels aansienlike verspreiding lewer hulle baie noukeurige chronostratigrafiese korrelasies. Minder noukeurig maar tog bruikbaar is afsettings wat ontstaan deur kortstondige transgressies, byvoorbeeld die interglasiale transgressies van die Pleistoseen.

Die ontwikkeling van 'n stelsel van wêreldwye chronostratigrafiese korrelasies is 'n belangrike aspek van die stratigrafiese ondersoek. Ondanks groot vordering in die afgelope dekades is die doel nog nie naastenby bereik nie. Baie resultate is nog onseker of moet ten minste verfyn word. Die betroubaarheid en noukeurigheid sal steeds toeneem namate daar van 'n so groot aantal gegewens moontlik gebruik gemaak word.

Bronnelys

• Wêreldspektrum, 1982, ISBN 0908409567 band