La quimioestratigrafía , o estratigrafía química , es el estudio de las variaciones químicas dentro de las secuencias sedimentarias para determinar las relaciones estratigráficas . El campo es relativamente nuevo, ya que se empezó a utilizar de forma común a principios de los años 1980, pero la idea básica de la quimioestratigrafía es casi tan antigua como la propia estratigrafía: las distintas firmas químicas pueden ser tan útiles como los distintos conjuntos de fósiles o las distintas litografías para establecer relaciones estratigráficas entre diferentes capas de roca.
En algunas secuencias estratigráficas, existe una clara variación de color entre los diferentes estratos. Dichas diferencias de color a menudo se originan a partir de variaciones en la incorporación de materiales que contienen metales de transición durante la deposición y litificación . Otras diferencias de color pueden originarse a partir de variaciones en el contenido de carbono orgánico de la roca. Sin embargo, hasta hace relativamente poco, estas variaciones no se investigaban comúnmente debido al gran esfuerzo y gasto que implicaba el análisis químico.
Recientemente, el desarrollo de nuevas técnicas analíticas para el análisis químico para aplicaciones petrológicas ígneas durante la segunda mitad del siglo XX, por ejemplo, la microsonda electrónica , y el desarrollo de la fluorescencia de rayos X de foco normal para la exploración petrolera en pozos , ha mejorado la disponibilidad de técnicas de análisis químico a granel para el geólogo sedimentario, haciendo cada vez más posible el análisis de la composición química de los estratos. Al mismo tiempo, los avances en la física atómica estimularon las investigaciones en geoquímica de isótopos estables . Lo más relevante para la quimioestratigrafía en general fue el descubrimiento de Harold Urey y Cesare Emiliani a principios de la década de 1950 de que la variabilidad de los isótopos de oxígeno en las conchas de calcita de los foraminíferos podía usarse como un indicador de las temperaturas oceánicas pasadas.
Por lo tanto, la quimioestratigrafía generalmente proporciona dos tipos de información útiles a la comunidad geológica en general. En primer lugar, la quimioestratigrafía se puede utilizar para investigar el cambio ambiental a nivel local, regional y global al relacionar las variaciones en la química de las rocas con los cambios en el entorno en el que se depositó el sedimento. Un ejemplo extremo de este tipo de investigación podría ser el descubrimiento de estratos ricos en iridio cerca del límite entre los sistemas Cretácico y Terciario a nivel global. La alta concentración de iridio, que generalmente es rara en la corteza terrestre, es indicativa de una gran entrega de material extraterrestre, presumiblemente de un gran asteroide impactante durante este tiempo. Un ejemplo más prosaico de reconstrucción quimioestratigráfica de condiciones pasadas podría ser el uso de la relación carbono-13 / carbono-12 a lo largo del tiempo geológico como un indicador de cambios en los procesos del ciclo del carbono en diferentes etapas de la evolución biológica. En segundo lugar, se pueden encontrar señales quimioestratigráficas correlacionables a nivel regional o global en rocas cuyo tiempo de formación está bien delimitado por la datación con radionúclidos de los propios estratos o por estratos fácilmente correlacionados con ellos, como una serie volcánica que interrumpe los estratos cercanos. Sin embargo, muchas rocas sedimentarias son mucho más difíciles de datar, porque carecen de minerales con altas concentraciones de radionúclidos y no se pueden correlacionar con secuencias casi datables. Sin embargo, muchas de estas rocas poseen señales quimioestratigráficas. Por lo tanto, la correlación entre las señales quimioestratigráficas en secuencias datables convencionalmente y no datables ha ampliado enormemente nuestra comprensión de la historia de las regiones tectónicamente inactivas y de los organismos biológicos que vivieron en dichas regiones. La quimioestratigrafía también ha actuado como un control en otros subcampos de la estratigrafía, como la bioestratigrafía y la magnetoestratigrafía .