صنع مقطع عرضي جيولوجي
- حدد نقطتين تحددان ملف تعريف المقطع العرضي ، على سبيل المثال A-A'. يتم اختيار هذه النقاط بحيث يكون الخط الفاصل بينهما عموديا تقريبا على اتجاهات الإضراب لوحدات الصخور المتداخلة.
- يتم رسم ملف تعريف طبوغرافي بين النقطتين ، A-A'. يتم توفير إرشادات حول كيفية إنشاء ملف تعريف طبوغرافي في مقطع فيديو مختلف.
- خذ شريطا من الورق وقم بمحاذاة الخط ، مع وضع علامة بعناية على جهات الاتصال بين وحدات الصخور المختلفة.
- انقل جهات الاتصال إلى ملف التعريف الطبوغرافي.
- عند كل اتصال ، يتم استخدام تراجع الطبقات المجاورة لإسقاط هذه الحدود في باطن الأرض. طالما أن المظهر الجانبي الطبوغرافي لا يحتوي على مبالغة رأسية ، يمكن استخدام الانخفاضات من الخريطة مباشرة. على سبيل المثال ، إذا كان الانخفاض عند حدود الحجر الجيري / الحجر الرملي (الاتصال) 20 درجة ، فيمكن رسم هذا الاتصال على أنه يمتد إلى باطن الأرض بزاوية 20 درجة.
- استخدم هذا الإسقاط والمعرفة بالجيولوجيا المحلية لاستنتاج الطيات أو الأعطال في باطن الأرض. على سبيل المثال ، قد تشير الطبقات الصخرية التي تنخفض بعيدا عن المحور المركزي (مرة أخرى ، مثل القوباء المنطقية على سقف الذروة) إلى وجود أنتيكلين أو شكل مضاد. بالإضافة إلى ذلك ، إذا كانت الطبقات الصخرية على طول المحور المركزي أقدم من تلك التي تبعد عن المحور على التوالي ، فهذا تأكيد إضافي على الهيكل المضاد.
- قم بتمديد طبقات الصخور إلى المنطقة فوق سطح الأرض باستخدام خطوط منقطة. هذا يدل على الوجود المستنبط للصخور قبل التعرية.
كما تمت مناقشته في قسم المبادئ ، فإن الخطوط المنقطة فوق السطح هي تمثيل فعال لهيكل جيولوجي كان موجودا في السابق ، ولكن تمت إزالته بسبب التعرية.
يمكن للمقاطع العرضية الجيولوجية تقييم النماذج الزمنية لتكوين الصخور عبر الزمن.
باستخدام الخرائط الجيولوجية ، يمكن إنشاء مقاطع عرضية تتنبأ بطبقات الصخور تحت السطح ، وتقدر شكل الصخور فوق الأرض قبل التعرية.
المقطع العرضي الناتج هو صورة مقطوعة تشبه إلى حد كبير تلك التي تظهر في جدران الوادي أو قطع الطرق. في حين أن الجيولوجيين قد يكونون قادرين على استنتاج مثل هذه الميزات من خريطة جيولوجية عرض الخطة ، فإن إضافة مقطع عرضي يوفر بعدا ثالثا للمعلومات التي يمكن أن تعزز بشكل كبير القدرة على تقييم الطيات والأعطال.
سيوضح هذا الفيديو عملية إنشاء مقطع عرضي جيولوجي ، ويسلط الضوء على بعض الاستخدامات الواسعة لهذه الأداة الجيولوجية.
تتمثل الخطوة الأولى في إنشاء خريطة جيولوجية في أخذ خريطة طبوغرافية وعلى هذا الرمز اللوني للمناطق التي تحتوي على أنواع مختلفة من الصخور. في هذا المجال ، يلاحظ الجيولوجيون السمات المعدنية والتركيبية ، والتي تستخدم بعد ذلك لتحديد أنواع الصخور والوحدات الصخرية المتميزة. الخطوط بين كل قسم من وحدات الصخور هي جهات الاتصال. داخل كل نوع من الصخور ، ستتم إضافة بيانات الضربة والانحدار لتوضيح اتجاه النتوء السطحي للطبقات الصخرية.
تشير بيانات الضرب والانحدار هذه إلى تشوهات من نوع الطية تولد طبقات ملتوية ، مماثلة للوعاء المقلوب ، والتي يشار إليها باسم الخطوط المضادة. الطيات التي تتضمن طبقات ملتوية لأسفل هي خطوط متزامنة. في المقابل ، تكون الأعطال نتيجة للتشوه الهش ، حيث تنكسر الصخور بدلا من الانحناء على طول سطح تمزق مميز. هذا السطح هو "مستوى الصدع"
مجتمعة ، يتم استخدام نوع الصخور والموضع والاتجاه لإنشاء مقطع عرضي جيولوجي. تتمثل الخطوة الأولى في إنشاء ملف تعريف طبوغرافي يوضح ارتفاع ومحيط المنطقة المستهدفة. ثم تتم إضافة البيانات الجيولوجية إلى ملف التعريف هذا. يمكن الآن استخدام هذا المقطع العرضي لاستنتاج الهيكل الجوفي. على سبيل المثال ، تدل الأسرة التي تغمس بعيدا عن المحور المركزي على الخطوط المضادة ، في حين أن الأسرة التي تنخفض نحوها تشير إلى خطوط التزامن.
علاوة على ذلك ، يتم استخدام المقاطع العرضية الجيولوجية لإعادة بناء الطيات والأعطال التي قد تكون غامضة ، بسبب تأثيرات التعرية على ميزات السطح. يتم تحقيق ذلك من خلال استقراء البيانات السطحية وتحت السطحية الحالية لأعلى فوق المستوى الحالي.
الآن بعد أن أصبحنا على دراية بالمبادئ الكامنة وراء بناء المقطع العرضي الجيولوجي ، دعنا نلقي نظرة على كيفية تنفيذ ذلك على خريطة مثال.
لإنشاء مقطع عرضي جيولوجي ، خذ أولا خريطة جيولوجية لمنطقة المسح المستهدفة. ابدأ باختيار نقطتين تحددان ملف تعريف المقطع العرضي محل الاهتمام. قم بتسمية هذه النقاط على أنها A و A'. يجب تحديد هذه بحيث يكون الخط بينهما عموديا تقريبا على اتجاهات الإضراب لوحدات الصخور المتداخلة. قم بتوصيل هذه النقاط ، وقم بإنشاء ملف تعريف طبوغرافي ، دون مبالغة رأسية ، بناء على الخطوط التي تتقاطع مع الخط. بعد ذلك ، خذ شريطا من الورق وقم بمحاذاة الخط A-A ، وحدد بعناية جهات الاتصال بين وحدات الصخور المختلفة.
عند كل جهة اتصال ، يتم استخدام معلومات الغمس للطبقات المجاورة لإسقاط الحدود في باطن الأرض. لاحظ أنه في الإسقاط على باطن الأرض ، نستخدم متوسط الانخفاض عبر الطية. هذا يحافظ على سمك السرير الثابت في الإسقاط.
باستخدام المنقلة ، قم بقياس زاوية الانخفاض وفقا للخريطة الأصلية ، وقم بتمديد طبقات الصخور في خطوط مستقيمة تحت السطح. سيعطي إسقاط هذه المعلومات في كل نقطة اتصال رؤية مقطعية متوقعة تقريبية للطبقات الصخرية تحت السطح. بعد ذلك ، ابحث عن أنماط في النتوءات الصخرية التي قد تشير إلى طيات من نفس النوع من الطبقات الصخرية. إذا بدا أن خطوط الطبقات المتوقعة هذه تلتقي ، فهذا يشير إلى طي نفس الركيزة ، ويجب ربطها في إسقاط سلس بناء على أحجام الانحدار المعطاة على السطح.
أخيرا ، قم بتمديد طبقات الصخور إلى المنطقة فوق سطح الأرض. هذا يدل على الوجود المستنبط للصخور والبنية الجيولوجية قبل التعرية.
تظهر الخريطة المستخدمة في هذا العرض التوضيحي جزءا من خريطة جيولوجية ماسونفيل ، كولورادو ، رباعي الزوايا لمدة 7.5 دقيقة. تم نقل طبقات الصخور وجهات الاتصال إلى المظهر الجيولوجي ، وتم إجراء الإسقاطات في باطن الأرض والسطح. في حالة إحدى الوحدات ، مجموعة داكوتا ، المسماة KD ومظللة باللون الأخضر ، نرى الطبقات تغمس على جانب واحد مما يشار إليه باسم Anticline ، إلى الشرق ، وإلى الغرب على الجانب الآخر. بشكل عام ، تشير الإسقاطات إلى مجموعة مضادة للمزامنة ، ويتم تسجيل قمة الخط المضاد على الخريطة الأصلية نفسها كخط متقطع ، مع الإشارة إلى الحوض الصغير (تنطق "trof") لخط التزامن إلى الغرب بخط متقطع مختلف. ينتج عن هذا المزيج مجموعة منحنية من التكوينات الصخرية ، وتشكيل منحني ، ناتج عن الضغوط الانضغاطية السابقة على طبقات الصخور. مجموعة داكوتا ، التي تتبع هذا النمط المتزامن المضاد ، هي وحدة ذات أهمية لأنها تمثل الحجر الرملي ، الذي سيحتوي على الماء أو الزيت ، والذي قد يكون ذا أهمية للتعدين.
المقاطع العرضية الجيولوجية هي أدوات مفيدة لعدد من أنواع التحقيقات الجيولوجية. يتم استكشاف بعض هذه التطبيقات هنا.
يمكن لتحليل تسلسل الترسيب أو التسلل أو التشوه أو التآكل بمرور الوقت أن يعلم ليس فقط الأبعاد المكانية للصخور ، ولكن أيضا البعد الزمني. باستخدام هذه المعلومات ، من الممكن أيضا محاكاة وتوقع التغيرات المستقبلية في بنية الأرض ، مثل تآكل المواد اللينة ، مما يترك الصخور الصلبة مكشوفة.
الرواسب المعدنية الأكثر أهمية اقتصاديا. بما في ذلك الذهب والفضة والنحاس والموليبدينوم ؛ ترتبط بالصخور النارية. إذا تم العثور على مثل هذه الصخور على السطح أثناء المسح الجيولوجي ، ويمكن تقييم ملامساتها السطحية ، فمن الممكن استخدام مقطع عرضي جيولوجي للاستقراء حيث يمكن العثور على الخامات الممكنة في باطن الأرض.
المقاطع العرضية الجيولوجية هي المفتاح لتقييم تدفق السوائل في باطن الأرض. إن فهم اتجاه الطبقات المعززة للتدفق ، أو طبقات المياه الجوفية ، مقابل الطبقات التي تمنع التدفق ، أو المكاسب ، يسمح للجيولوجيين بالتنبؤ بحركة المياه الجوفية ، وربما تحديد المناطق المناسبة لحفر الآبار. بشكل عام ، ستكون أنواع الصخور التي تحتوي على مساحة كبيرة من المسام ، مثل الحجر الرملي ، طبقات مياه جوفية ، وتلك ذات البنية الأكثر كثافة ومساحة المسام الصغيرة ، مثل الأردواز ، ستعمل كطبقات جوية. والأهم من ذلك، تسمح هذه المعلومات أيضا بتحليل حركة الملوثات المائية، ووضع استراتيجيات التخفيف الممكنة في مثل هذه الأحداث.
لقد شاهدت للتو مقدمة JoVE للمقاطع العرضية الجيولوجية. يجب أن تفهم الآن كيفية إنشاء ملف تعريف جيولوجي من خريطة جيولوجية ، واستخدامات وتطبيقات هذه المقاطع العرضية الجيولوجية.
شكرا للمشاهدة!
المصدر: مختبر آلان ليستر - جامعة كولورادو بولدر
تم عمل الخرائط الجيولوجية واستخدامها لأول مرة في أوروبا ، في منتصف إلى أواخر القرن الثامن عشر . منذ ذل…
- حدد نقطتين تحددان ملف تعريف المقطع العرضي ، على سبيل المثال A-A'. يتم اختيار هذه النقاط بحيث يكون الخط الفاصل بينهما عموديا تقريبا على اتجاهات الإضراب لوحدات الصخور المتداخلة.
- يتم رسم ملف تعريف طبوغرافي بين النقطتين ، A-A'. يتم توفير إرشادات حول كيفية إنشاء ملف تعريف طبوغرافي في مقطع فيديو مختلف.
- خذ شريطا من الورق وقم بمحاذاة الخط ، مع وضع علامة بعناية على جهات الاتصال بين وحدات الصخور المختلفة.
- انقل جهات الاتصال إلى ملف التعريف الطبوغرافي.
- عند كل اتصال ، يتم استخدام تراجع الطبقات المجاورة لإسقاط هذه الحدود في باطن الأرض. طالما أن المظهر الجانبي الطبوغرافي لا يحتوي على مبالغة رأسية ، يمكن استخدام الانخفاضات من الخريطة مباشرة. على سبيل المثال ، إذا كان الانخفاض عند حدود الحجر الجيري / الحجر الرملي (الاتصال) 20 درجة ، فيمكن رسم هذا الاتصال على أنه يمتد إلى باطن الأرض بزاوية 20 درجة.
- استخدم هذا الإسقاط والمعرفة بالجيولوجيا المحلية لاستنتاج الطيات أو الأعطال في باطن الأرض. على سبيل المثال ، قد تشير الطبقات الصخرية التي تنخفض بعيدا عن المحور المركزي (مرة أخرى ، مثل القوباء المنطقية على سقف الذروة) إلى وجود أنتيكلين أو شكل مضاد. بالإضافة إلى ذلك ، إذا كانت الطبقات الصخرية على طول المحور المركزي أقدم من تلك التي تبعد عن المحور على التوالي ، فهذا تأكيد إضافي على الهيكل المضاد.
- قم بتمديد طبقات الصخور إلى المنطقة فوق سطح الأرض باستخدام خطوط منقطة. هذا يدل على الوجود المستنبط للصخور قبل التعرية.
كما تمت مناقشته في قسم المبادئ ، فإن الخطوط المنقطة فوق السطح هي تمثيل فعال لهيكل جيولوجي كان موجودا في السابق ، ولكن تمت إزالته بسبب التعرية.
يمكن للمقاطع العرضية الجيولوجية تقييم النماذج الزمنية لتكوين الصخور عبر الزمن.
باستخدام الخرائط الجيولوجية ، يمكن إنشاء مقاطع عرضية تتنبأ بطبقات الصخور تحت السطح ، وتقدر شكل الصخور فوق الأرض قبل التعرية.
المقطع العرضي الناتج هو صورة مقطوعة تشبه إلى حد كبير تلك التي تظهر في جدران الوادي أو قطع الطرق. في حين أن الجيولوجيين قد يكونون قادرين على استنتاج مثل هذه الميزات من خريطة جيولوجية عرض الخطة ، فإن إضافة مقطع عرضي يوفر بعدا ثالثا للمعلومات التي يمكن أن تعزز بشكل كبير القدرة على تقييم الطيات والأعطال.
سيوضح هذا الفيديو عملية إنشاء مقطع عرضي جيولوجي ، ويسلط الضوء على بعض الاستخدامات الواسعة لهذه الأداة الجيولوجية.
تتمثل الخطوة الأولى في إنشاء خريطة جيولوجية في أخذ خريطة طبوغرافية وعلى هذا الرمز اللوني للمناطق التي تحتوي على أنواع مختلفة من الصخور. في هذا المجال ، يلاحظ الجيولوجيون السمات المعدنية والتركيبية ، والتي تستخدم بعد ذلك لتحديد أنواع الصخور والوحدات الصخرية المتميزة. الخطوط بين كل قسم من وحدات الصخور هي جهات الاتصال. داخل كل نوع من الصخور ، ستتم إضافة بيانات الضربة والانحدار لتوضيح اتجاه النتوء السطحي للطبقات الصخرية.
تشير بيانات الضرب والانحدار هذه إلى تشوهات من نوع الطية تولد طبقات ملتوية ، مماثلة للوعاء المقلوب ، والتي يشار إليها باسم الخطوط المضادة. الطيات التي تتضمن طبقات ملتوية لأسفل هي خطوط متزامنة. في المقابل ، تكون الأعطال نتيجة للتشوه الهش ، حيث تنكسر الصخور بدلا من الانحناء على طول سطح تمزق مميز. هذا السطح هو "مستوى الصدع"
مجتمعة ، يتم استخدام نوع الصخور والموضع والاتجاه لإنشاء مقطع عرضي جيولوجي. تتمثل الخطوة الأولى في إنشاء ملف تعريف طبوغرافي يوضح ارتفاع ومحيط المنطقة المستهدفة. ثم تتم إضافة البيانات الجيولوجية إلى ملف التعريف هذا. يمكن الآن استخدام هذا المقطع العرضي لاستنتاج الهيكل الجوفي. على سبيل المثال ، تدل الأسرة التي تغمس بعيدا عن المحور المركزي على الخطوط المضادة ، في حين أن الأسرة التي تنخفض نحوها تشير إلى خطوط التزامن.
علاوة على ذلك ، يتم استخدام المقاطع العرضية الجيولوجية لإعادة بناء الطيات والأعطال التي قد تكون غامضة ، بسبب تأثيرات التعرية على ميزات السطح. يتم تحقيق ذلك من خلال استقراء البيانات السطحية وتحت السطحية الحالية لأعلى فوق المستوى الحالي.
الآن بعد أن أصبحنا على دراية بالمبادئ الكامنة وراء بناء المقطع العرضي الجيولوجي ، دعنا نلقي نظرة على كيفية تنفيذ ذلك على خريطة مثال.
لإنشاء مقطع عرضي جيولوجي ، خذ أولا خريطة جيولوجية لمنطقة المسح المستهدفة. ابدأ باختيار نقطتين تحددان ملف تعريف المقطع العرضي محل الاهتمام. قم بتسمية هذه النقاط على أنها A و A'. يجب تحديد هذه بحيث يكون الخط بينهما عموديا تقريبا على اتجاهات الإضراب لوحدات الصخور المتداخلة. قم بتوصيل هذه النقاط ، وقم بإنشاء ملف تعريف طبوغرافي ، دون مبالغة رأسية ، بناء على الخطوط التي تتقاطع مع الخط. بعد ذلك ، خذ شريطا من الورق وقم بمحاذاة الخط A-A ، وحدد بعناية جهات الاتصال بين وحدات الصخور المختلفة.
عند كل جهة اتصال ، يتم استخدام معلومات الغمس للطبقات المجاورة لإسقاط الحدود في باطن الأرض. لاحظ أنه في الإسقاط على باطن الأرض ، نستخدم متوسط الانخفاض عبر الطية. هذا يحافظ على سمك السرير الثابت في الإسقاط.
باستخدام المنقلة ، قم بقياس زاوية الانخفاض وفقا للخريطة الأصلية ، وقم بتمديد طبقات الصخور في خطوط مستقيمة تحت السطح. سيعطي إسقاط هذه المعلومات في كل نقطة اتصال رؤية مقطعية متوقعة تقريبية للطبقات الصخرية تحت السطح. بعد ذلك ، ابحث عن أنماط في النتوءات الصخرية التي قد تشير إلى طيات من نفس النوع من الطبقات الصخرية. إذا بدا أن خطوط الطبقات المتوقعة هذه تلتقي ، فهذا يشير إلى طي نفس الركيزة ، ويجب ربطها في إسقاط سلس بناء على أحجام الانحدار المعطاة على السطح.
أخيرا ، قم بتمديد طبقات الصخور إلى المنطقة فوق سطح الأرض. هذا يدل على الوجود المستنبط للصخور والبنية الجيولوجية قبل التعرية.
تظهر الخريطة المستخدمة في هذا العرض التوضيحي جزءا من خريطة جيولوجية ماسونفيل ، كولورادو ، رباعي الزوايا لمدة 7.5 دقيقة. تم نقل طبقات الصخور وجهات الاتصال إلى المظهر الجيولوجي ، وتم إجراء الإسقاطات في باطن الأرض والسطح. في حالة إحدى الوحدات ، مجموعة داكوتا ، المسماة KD ومظللة باللون الأخضر ، نرى الطبقات تغمس على جانب واحد مما يشار إليه باسم Anticline ، إلى الشرق ، وإلى الغرب على الجانب الآخر. بشكل عام ، تشير الإسقاطات إلى مجموعة مضادة للمزامنة ، ويتم تسجيل قمة الخط المضاد على الخريطة الأصلية نفسها كخط متقطع ، مع الإشارة إلى الحوض الصغير (تنطق "trof") لخط التزامن إلى الغرب بخط متقطع مختلف. ينتج عن هذا المزيج مجموعة منحنية من التكوينات الصخرية ، وتشكيل منحني ، ناتج عن الضغوط الانضغاطية السابقة على طبقات الصخور. مجموعة داكوتا ، التي تتبع هذا النمط المتزامن المضاد ، هي وحدة ذات أهمية لأنها تمثل الحجر الرملي ، الذي سيحتوي على الماء أو الزيت ، والذي قد يكون ذا أهمية للتعدين.
المقاطع العرضية الجيولوجية هي أدوات مفيدة لعدد من أنواع التحقيقات الجيولوجية. يتم استكشاف بعض هذه التطبيقات هنا.
يمكن لتحليل تسلسل الترسيب أو التسلل أو التشوه أو التآكل بمرور الوقت أن يعلم ليس فقط الأبعاد المكانية للصخور ، ولكن أيضا البعد الزمني. باستخدام هذه المعلومات ، من الممكن أيضا محاكاة وتوقع التغيرات المستقبلية في بنية الأرض ، مثل تآكل المواد اللينة ، مما يترك الصخور الصلبة مكشوفة.
الرواسب المعدنية الأكثر أهمية اقتصاديا. بما في ذلك الذهب والفضة والنحاس والموليبدينوم ؛ ترتبط بالصخور النارية. إذا تم العثور على مثل هذه الصخور على السطح أثناء المسح الجيولوجي ، ويمكن تقييم ملامساتها السطحية ، فمن الممكن استخدام مقطع عرضي جيولوجي للاستقراء حيث يمكن العثور على الخامات الممكنة في باطن الأرض.
المقاطع العرضية الجيولوجية هي المفتاح لتقييم تدفق السوائل في باطن الأرض. إن فهم اتجاه الطبقات المعززة للتدفق ، أو طبقات المياه الجوفية ، مقابل الطبقات التي تمنع التدفق ، أو المكاسب ، يسمح للجيولوجيين بالتنبؤ بحركة المياه الجوفية ، وربما تحديد المناطق المناسبة لحفر الآبار. بشكل عام ، ستكون أنواع الصخور التي تحتوي على مساحة كبيرة من المسام ، مثل الحجر الرملي ، طبقات مياه جوفية ، وتلك ذات البنية الأكثر كثافة ومساحة المسام الصغيرة ، مثل الأردواز ، ستعمل كطبقات جوية. والأهم من ذلك، تسمح هذه المعلومات أيضا بتحليل حركة الملوثات المائية، ووضع استراتيجيات التخفيف الممكنة في مثل هذه الأحداث.
لقد شاهدت للتو مقدمة JoVE للمقاطع العرضية الجيولوجية. يجب أن تفهم الآن كيفية إنشاء ملف تعريف جيولوجي من خريطة جيولوجية ، واستخدامات وتطبيقات هذه المقاطع العرضية الجيولوجية.
شكرا للمشاهدة!
يمكن للمقاطع العرضية الجيولوجية تقييم النماذج الزمنية لتكوين الصخور عبر الزمن.
باستخدام الخرائط الجيولوجية ، يمكن إنشاء مقاطع عرضية تتنبأ بطبقات الصخور تحت السطح ، وتقدر شكل الصخور فوق الأرض قبل التعرية.
المقطع العرضي الناتج هو صورة مقطوعة تشبه إلى حد كبير تلك التي تظهر في جدران الوادي أو قطع الطرق. في حين أن الجيولوجيين قد يكونون قادرين على استنتاج مثل هذه الميزات من خريطة جيولوجية عرض الخطة ، فإن إضافة مقطع عرضي يوفر بعدا ثالثا للمعلومات التي يمكن أن تعزز بشكل كبير القدرة على تقييم الطيات والأعطال.
سيوضح هذا الفيديو عملية إنشاء مقطع عرضي جيولوجي ، ويسلط الضوء على بعض الاستخدامات الواسعة لهذه الأداة الجيولوجية.
تتمثل الخطوة الأولى في إنشاء خريطة جيولوجية في أخذ خريطة طبوغرافية وعلى هذا الرمز اللوني للمناطق التي تحتوي على أنواع مختلفة من الصخور. في هذا المجال ، يلاحظ الجيولوجيون السمات المعدنية والتركيبية ، والتي تستخدم بعد ذلك لتحديد أنواع الصخور والوحدات الصخرية المتميزة. الخطوط بين كل قسم من وحدات الصخور هي جهات الاتصال. داخل كل نوع من الصخور ، ستتم إضافة بيانات الضربة والانحدار لتوضيح اتجاه النتوء السطحي للطبقات الصخرية.
تشير بيانات الضرب والانحدار هذه إلى تشوهات من نوع الطية تولد طبقات ملتوية ، مماثلة للوعاء المقلوب ، والتي يشار إليها باسم الخطوط المضادة. الطيات التي تتضمن طبقات ملتوية لأسفل هي خطوط متزامنة. في المقابل ، تكون الأعطال نتيجة للتشوه الهش ، حيث تنكسر الصخور بدلا من الانحناء على طول سطح تمزق مميز. هذا السطح هو "مستوى الصدع".
مجتمعة ، يتم استخدام نوع الصخور والموضع والاتجاه لإنشاء مقطع عرضي جيولوجي. تتمثل الخطوة الأولى في إنشاء ملف تعريف طبوغرافي يوضح ارتفاع ومحيط المنطقة المستهدفة. ثم تتم إضافة البيانات الجيولوجية إلى ملف التعريف هذا. يمكن الآن استخدام هذا المقطع العرضي لاستنتاج الهيكل الجوفي. على سبيل المثال ، تدل الأسرة التي تغمس بعيدا عن المحور المركزي على الخطوط المضادة ، في حين أن الأسرة التي تنخفض نحوها تشير إلى خطوط التزامن.
علاوة على ذلك ، يتم استخدام المقاطع العرضية الجيولوجية لإعادة بناء الطيات والأعطال التي قد تكون غامضة ، بسبب تأثيرات التعرية على ميزات السطح. يتم تحقيق ذلك من خلال استقراء البيانات السطحية وتحت السطحية الحالية لأعلى فوق المستوى الحالي.
الآن بعد أن أصبحنا على دراية بالمبادئ الكامنة وراء بناء المقطع العرضي الجيولوجي ، دعنا نلقي نظرة على كيفية تنفيذ ذلك على خريطة مثال.
لإنشاء مقطع عرضي جيولوجي ، خذ أولا خريطة جيولوجية لمنطقة المسح المستهدفة. ابدأ باختيار نقطتين تحددان ملف تعريف المقطع العرضي محل الاهتمام. قم بتسمية هذه النقاط على أنها A و A'. يجب تحديد هذه بحيث يكون الخط بينهما عموديا تقريبا على اتجاهات الإضراب لوحدات الصخور المتداخلة. قم بتوصيل هذه النقاط ، وقم بإنشاء ملف تعريف طبوغرافي ، دون مبالغة رأسية ، بناء على الخطوط التي تتقاطع مع الخط. بعد ذلك ، خذ شريطا من الورق وقم بمحاذاة الخط A-A ، وحدد بعناية جهات الاتصال بين وحدات الصخور المختلفة.
عند كل جهة اتصال ، يتم استخدام معلومات الغمس للطبقات المجاورة لإسقاط الحدود في باطن الأرض. لاحظ أنه في الإسقاط على باطن الأرض ، نستخدم متوسط الانخفاض عبر الطية. هذا يحافظ على سمك السرير الثابت في الإسقاط.
باستخدام المنقلة ، قم بقياس زاوية الانخفاض وفقا للخريطة الأصلية ، وقم بتمديد طبقات الصخور في خطوط مستقيمة تحت السطح. سيعطي إسقاط هذه المعلومات في كل نقطة اتصال رؤية مقطعية متوقعة تقريبية للطبقات الصخرية تحت السطح. بعد ذلك ، ابحث عن أنماط في النتوءات الصخرية التي قد تشير إلى طيات من نفس النوع من الطبقات الصخرية. إذا بدا أن خطوط الطبقات المتوقعة هذه تلتقي ، فهذا يشير إلى طي نفس الركيزة ، ويجب ربطها في إسقاط سلس بناء على أحجام الانحدار المعطاة على السطح.
أخيرا ، قم بتمديد طبقات الصخور إلى المنطقة فوق سطح الأرض. هذا يدل على الوجود المستنبط للصخور والبنية الجيولوجية قبل التعرية.
تظهر الخريطة المستخدمة في هذا العرض التوضيحي جزءا من خريطة جيولوجية ماسونفيل ، كولورادو ، رباعي الزوايا لمدة 7.5 دقيقة. تم نقل طبقات الصخور وجهات الاتصال إلى المظهر الجيولوجي ، وتم إجراء الإسقاطات في باطن الأرض والسطح. في حالة إحدى الوحدات ، مجموعة داكوتا ، المسماة KD ومظللة باللون الأخضر ، نرى الطبقات تغمس على جانب واحد مما يشار إليه باسم Anticline ، إلى الشرق ، وإلى الغرب على الجانب الآخر. بشكل عام ، تشير الإسقاطات إلى مجموعة مضادة للمزامنة ، ويتم تسجيل قمة الخط المضاد على الخريطة الأصلية نفسها كخط متقطع ، مع الإشارة إلى الحوض الصغير (تنطق "trof") لخط التزامن إلى الغرب بخط متقطع مختلف. ينتج عن هذا المزيج مجموعة منحنية من التكوينات الصخرية ، وتشكيل منحني ، ناتج عن الضغوط الانضغاطية السابقة على طبقات الصخور. مجموعة داكوتا ، التي تتبع هذا النمط المتزامن المضاد ، هي وحدة ذات أهمية لأنها تمثل الحجر الرملي ، الذي سيحتوي على الماء أو الزيت ، والذي قد يكون ذا أهمية للتعدين.
المقاطع العرضية الجيولوجية هي أدوات مفيدة لعدد من أنواع التحقيقات الجيولوجية. يتم استكشاف بعض هذه التطبيقات هنا.
يمكن لتحليل تسلسل الترسيب أو التسلل أو التشوه أو التآكل بمرور الوقت أن يعلم ليس فقط الأبعاد المكانية للصخور ، ولكن أيضا البعد الزمني. باستخدام هذه المعلومات ، من الممكن أيضا محاكاة وتوقع التغيرات المستقبلية في بنية الأرض ، مثل تآكل المواد اللينة ، مما يترك الصخور الصلبة مكشوفة.
الرواسب المعدنية الأكثر أهمية اقتصاديا. بما في ذلك الذهب والفضة والنحاس والموليبدينوم ؛ ترتبط بالصخور النارية. إذا تم العثور على مثل هذه الصخور على السطح أثناء المسح الجيولوجي ، ويمكن تقييم ملامساتها السطحية ، فمن الممكن استخدام مقطع عرضي جيولوجي للاستقراء حيث يمكن العثور على الخامات الممكنة في باطن الأرض.
المقاطع العرضية الجيولوجية هي المفتاح لتقييم تدفق السوائل في باطن الأرض. إن فهم اتجاه الطبقات المعززة للتدفق ، أو طبقات المياه الجوفية ، مقابل الطبقات التي تمنع التدفق ، أو المكاسب ، يسمح للجيولوجيين بالتنبؤ بحركة المياه الجوفية ، وربما تحديد المناطق المناسبة لحفر الآبار. بشكل عام ، ستكون أنواع الصخور التي تحتوي على مساحة كبيرة من المسام ، مثل الحجر الرملي ، طبقات مياه جوفية ، وتلك ذات البنية الأكثر كثافة ومساحة المسام الصغيرة ، مثل الأردواز ، ستعمل كطبقات جوية. والأهم من ذلك، تسمح هذه المعلومات أيضا بتحليل حركة الملوثات المائية، ووضع استراتيجيات التخفيف الممكنة في مثل هذه الأحداث.
لقد شاهدت للتو مقدمة JoVE للمقاطع العرضية الجيولوجية. يجب أن تفهم الآن كيفية إنشاء ملف تعريف جيولوجي من خريطة جيولوجية ، واستخدامات وتطبيقات هذه المقاطع العرضية الجيولوجية.
شكرا للمشاهدة!
View the full transcript and gain access to JoVE Science Education videos
Q1: What is a geologic cross section and why is it useful?
A geologic cross section is a cutaway image showing rock layers and structures beneath Earth's surface, providing a third dimension of depth that a two-dimensional geologic map cannot. It allows geologists to evaluate folds, faults, and subsurface rock distribution, making it essential for assessing temporal models of rock formation through time and reconstructing structures obscured by erosion.
Q2: How do you create a geologic cross section from a geologic map?
Begin by selecting two points on a geologic map perpendicular to rock unit strike directions, then create a topographic profile between them. Transfer rock unit contacts to this profile, and use dip measurements with a protractor to project rock layers into the subsurface at consistent angles. Finally, extend layers above ground to show inferred rock presence prior to erosion.
Q3: What are anticlines and synclines in geologic cross sections?
Anticlines are up-warped rock strata resembling an upside-down bowl, where beds dip away from a central axis. Synclines are down-warped strata where beds dip toward a central axis. Both result from compressional stresses that bend rocks rather than break them, and their patterns in cross sections reveal the deformation history of rock formations.
Q4: How do faults differ from folds in geologic structures?
Faults result from brittle deformation where rocks break along a distinct surface called a fault-plane, whereas folds involve bending of rock strata without breaking. Faults create sharp discontinuities in rock layers, while folds produce gradual curvature. Both structures are visible in geologic cross sections and indicate different stress conditions acting on rocks.
Q5: What role do strike and dip data play in constructing cross sections?
Strike and dip data indicate the surface orientation of rock strata and reveal fold-type deformations. Strike represents the compass direction of a rock layer, while dip shows its angle of inclination. These measurements are essential for accurately projecting rock layers into the subsurface at correct angles, ensuring the cross section accurately represents subsurface geometry.
Q6: How are geologic cross sections used to locate mineral deposits and groundwater?
Cross sections reveal subsurface rock distribution and orientation, allowing geologists to extrapolate where economically important minerals like gold, copper, and molybdenum may occur in association with igneous rocks. They also identify aquifers (porous rocks like sandstone) and aquicludes (dense rocks like slate), enabling prediction of groundwater flow and identification of suitable well-drilling locations.
Q7: How do geologists reconstruct eroded rock structures using cross sections?
Geologists extrapolate existing surface and subsurface data upward above the current erosion plane to infer the original presence of rocks and structures. By analyzing dip patterns and projecting rock layers based on field measurements, they can reconstruct anticlines, synclines, and other deformed structures that have been partially removed by erosion, revealing the complete deformation history.
Chapters in this video
0:00
Overview
1:03
Principles of Creating Geologic Cross Sections
3:18
Making a Geologic Cross Section
5:12
Representative Results
6:32
Applications
8:30
Summary
Videos from this collection: