Formatsioon (kivimiline moodustis) — litostratigraafia põhiüksus
Formatsioon ehk kivimiline moodustis on litostratigraafia põhiüksus. See on geoloogiline üksus, mis määratletakse eelkõige oma litholoogiliste (kivimite) ja nähtavate kihtide tunnuste alusel ning mida saab kaardistada maapinna- või puurauguandmetel.
Määratlus ja kriteeriumid
Formatsioon ei ole määratletud kindla paksuse ega vanuse järgi, vaid selle aluseks on ühtne või korduv litholoogia, struktuur, settekihi (settekihi) välimus või muud geoloogilised tunnused, mis võimaldavad seda eristada naaberüksustest. Kvaliteetne formatsioon on piisavalt selgelt eristatav ja piisavalt laialdaselt leviv, et seda saaks kaardistada sobiva skaala juures.
Kuigi formatsioon ei pruugi osutada kindlale vanusele, liigitati varasematel aegadel geoloogilised jaotused sageli ka kronoloogiliste märgiste alusel (nt relative dateerimine ja superpositsioon). Sellest tulenevalt on formatsioonidel nii litoloogiline kui ajalooline tähendus, kuid litostratigraafia ise käsitleb peamiselt kivimite ja kihtide omavahelist seost, mitte täpset vanust.
Hierarhia ja nimetamine
- Väikseimad ühikud: bed ehk kiht — õhuke, selgelt eristatav kiht.
- Liige (member): formatsiooni alamüksus, mis on eristuv osa formatsioonist.
- Formatsioon: põhiseisus järjestuses, mida kasutatakse kaardistamisel.
- Rühm (group): mitu seotud formatsiooni moodustavad rühma.
- Superrühm (supergroup): suurem koondüksus, mis võib sisaldada mitut rühma.
Tavapärane nimetamisreegel on kasutada geograafilist nime koos sõnaga "formatsioon" (nt "X formatsioon") või mõnikord koos domineeriva kivimiliigi nimetusega. Formatsiooni tüübiprofiil (stratotyüp või type section) määratakse tavaliselt paigas, kus kivimikiht on hästi eksponeeritud ja kirjeldatav; alternatiivina võib olla viitekraater või puuraugu profiil.
Tunnused ja ruumilised muutused
Formatsioonid võivad paksuse ja koosseisu poolest märkimisväärselt varieeruda: samas formatsioonis võivad ilmneda lateraalsed fatsiismuutused (näiteks liivakivist kuni savikivini), sedalaadi muutused ei muuda tingimata unitsiooni piire, kui ühine tunnus või korrelatsioon on säilinud. Seetõttu kasutatakse ka korrelatsioonimeetodeid, et siduda samaaegseid, ent eri fassioonides esinevaid üksusi.
Korrelatsioon ja litostratigraafiline töö
Formatsioonide määratlemisel ja korrelatsioonil kasutatakse nii välitöid (kaardistamist) kui puurimis- ja geofüüsikalisi andmeid. Lisaks litholoogiale võib korrelatsioon põhineda fossiilileiukogudel (biostratigraafia), magnetostratigraafial, isotoopmeetoditel või muudel tunnustel, kuid need meetodid kuuluvad tihti kronostratigraafilise eristuse valdkonda — st need annavad ülevaate vanusest ja ajaloolisest järjestusest, mitte ainult kivimite iseloomust.
Rakendused
Formatsioonide täpne määratlemine on oluline nii teadusuuringutes kui ka praktilistes tööstusharudes:
- maavarade uurimine ja kaevandamine (kivisöe, raua, nafta- ja gaasikihi kaardistamine),
- veevarude hindamine ja põhjaveekaardistamine,
- geoloogiline modelleerimine ja keskkonnahindamine,
- geotehnilised uuringud ja ehitusprojektide planeerimine.
Näide
Kivimvormid (formatsioonid) võivad tekkida pikaajaliste setete kogunemisel ebasoodsas või stabiilses keskkonnas. Näiteks Hammersley bassein Pilbaras, Lääne-Austraalias, on proterosoikumi setete bassein, kus on säilinud kuni 1200 miljoni aasta pikkune settimine. Siin on kuni 300 miljonit aastat esindatud üheainsa rauast riba ja põlevkivist koosneva üksusega — hea näide formatsiooni suurtähtsusest ja sellest, kui palju geoloogilist infot üks formatioon võib kanda.
Lõppsõna
Formatsioon on praktiline ja aluseks olev üksus litostratigraafias: see võimaldab geoloogidel ja inseneridel kirjeldada, korreleerida ja kaardistada kivimite levikut ning seeläbi mõista maapinna ajaloolisi protsesse ja leida majanduslikult olulisi ressursse.
Grand Canyoni geoloogiline läbilõige. Mustad numbrid vastavad formatsioonide rühmadele ja valged numbrid vastavad formatsioonidele (lisateabe saamiseks klõpsake pildil).
Grand Canyoni kihistused
Küsimused ja vastused
K: Mis on moodustis?
A: Formatsioon ehk kivimiline moodustis on litostratigraafia põhiüksus. See koosneb teatavast hulgast kivimikihtidest, millel on sarnane litoloogia (kivimid), settekivimifaasioon (välimus) või muud omadused.
K: Kuidas on formatsioonid määratletud?
V: Formatsioonid ei ole määratletud kivimikihtide paksuse alusel, mistõttu erinevate formatsioonide paksus võib olla väga erinev. Formaalselt määratletud kihtide või kihtide mõiste on stratigraafias keskne.
K: Mis on liikmed ja rühmad seoses formatsioonidega?
V: Formatsiooni võib jagada "liikmeteks" ja need omakorda on koondunud "rühmadesse".
K: Kuidas kirjeldati algselt formatsioone?
V: Algselt kirjeldati formatsioone kui ajamärke, mis põhinesid suhtelisel dateerimisel ja superpositsiooni seadusel. Maa ajaloo jaotusteks olid 18. ja 19. sajandil geoloogide ja stratigraafide poolt kirjeldatud ja kronoloogilisse järjekorda pandud formatsioonid.
K: Kui kaua püsivad keskkonnad, kus toimub settekihi ladestumine, et moodustada kivimvormid?
V: Keskkonnad, kus setted ladestuvad kivimite moodustamiseks, võivad püsida sadu miljoneid aastaid. Näiteks Lääne-Austraalias asuvas Pilbara Hammersley basseinis on säilinud kuni 1200 miljoni aasta jooksul setteid. Siin on kuni 300 miljonit aastat esindatud ühes üksikus üksuses, mis koosneb rauast ja põlevkivist.
K: Kes uuris esimesena geoloogilist stratigraafiat?
V: Geoloogid ja stratigraafid uurisid 18. ja 19. sajandil esimesena geoloogilist stratigraafiat, kirjeldades erinevaid kivimvorminguid kui aja tähiseid, mis põhinevad suhtelistel dateerimisprintsiipidel, nagu näiteks seaduspärane superpositsioon.
