制作一个地质剖面

地质剖面可以评估岩石形成随时间变化的时间模型。

使用地质图，可以生成横截面，预测岩石地下的地层，并估计侵蚀前地面上的岩石形状。

生成的横截面是剖面图像，很像在峡谷壁或路面切口中看到的图像。虽然地质学家可能能够从平面图地质图中推断出这些特征，但增加横截面提供了第三维度的信息，可以大大增强评估褶皱和断层的能力。

本视频将说明创建地质横截面的过程，并重点介绍该地质工具的一些广泛用途。

创建地质图的第一步是获取地形图，并在此地图上对包含不同岩石类型的区域进行颜色编码。在野外，地质学家观察矿物学和纹理特征，然后用于识别不同的岩石类型和岩石单元。每个岩石单元截面之间的线是接触。在每种岩石类型中，将添加走向和倾角数据以说明岩层的表面露头方向。

这些走向和倾角数据表明褶皱型变形会产生向上翘曲的地层，类似于倒置的碗，称为背斜。涉及下翘度地层的褶皱是同步线。相比之下，断层是脆性变形的结果，岩石会沿着明显的破裂表面破裂而不是弯曲。这个表面就是 "断层平面"。

总之，岩石类型、位置和方向用于创建地质横截面。第一步是创建地形剖面，显示目标区域的高程和等高线。然后将地质数据添加到此配置文件中。该截面现在可用于推断地下结构。例如，远离中心轴的海床表示背斜，而向外倾斜的海床则表示向斜。

此外，地质横截面用于重建由于侵蚀对表面特征的影响而可能隐蔽的褶皱和断层。这是通过将现有表面和次表面数据向上外推到现有平面上方来实现的。

现在我们已经熟悉了地质横截面构建背后的原理，让我们看一下如何在示例地图上进行构建。

要构建地质剖面，首先要获取目标调查区域的地质图。首先选择两个定义感兴趣横截面轮廓的点。将这些点标记为 A 和 A'。应选择这些，以便它们之间的一条线大致垂直于中间岩石单元的走向方向。连接这些点，并根据与线相交的等值线创建地形剖面，无需垂直夸大。接下来，拿一张纸条沿着 A-A' 线对齐，并仔细标记不同岩石单元之间的接触。

在每个接触处，相邻层的倾角信息用于将边界投影到地下。请注意，在到次表面的投影中，我们使用跨折叠的平均下降。这样可以在投影中保持恒定的床厚度。

使用量角器，根据原始地图测量倾角，并将岩层沿直线延伸到地表以下。在每个接触点投影此信息将给出地表下岩层的粗略预测横截面视图。接下来，在岩石投影中寻找可能表明相同类型岩层褶皱的模式。如果这些预测的地层线似乎相交，则表明同一基质的折叠，并且应该根据表面给出的倾角幅度将它们连接成一个平滑的投影。

最后，将岩石层延伸到地面以上区域。这表明在侵蚀之前推断出岩石和地质结构的存在。

用于此演示的地图显示了科罗拉多州梅森维尔 7.5 分钟四边形 USGS 地质图的一部分。岩石层和接触已转移到地质剖面上，并投影到地下和表面中。在其中一个单元 Dakota 群中，标记为 KD 并以绿色突出显示，我们看到层在所谓的背斜的一侧向东倾斜，在另一侧向西倾斜。总体而言，投影表明背斜-向斜线组合，背斜的波峰在原始地图上以虚线记录，向斜线的波谷（发音为"trof"）由不同的虚线向西表示。这种组合导致了一组弯曲的岩层，以及由过去对岩层的压缩应力产生的弯曲地层。遵循这种背斜向斜线模式的达科他群是一个重要的单位，因为它代表砂岩，其中将包含水或油，这可能对采矿感兴趣。

地质剖面是多种类型地质调查的有用工具。此处探讨了其中一些应用程序。

分析沉积、侵入、变形或侵蚀随时间变化的序列，不仅可以了解岩石的空间维度，还可以了解时间维度。使用这些信息，还可以模拟和预测地球结构的未来变化，例如较软物质的侵蚀，使较硬的岩石暴露在外。

最具经济价值的矿床;包括金、银、铜和钼;与火成岩有关。如果在地质调查期间在地表发现了此类岩石，并且可以评估它们的表面接触，则可以使用地质横截面来推断在地下可以找到矿石的位置。

地质横截面是评估地体流动的关键。了解增流层或含水层与阻流层或含水层的方向，使地质学家能够预测地下水的运动，并可能确定适合钻井的区域。一般来说，含有大量孔隙空间的岩石类型（如砂岩）将是含水层，而那些结构较致密、孔隙空间小的岩石类型（如板岩）将充当含水层。至关重要的是，这些信息还允许分析水性污染物的移动，并在此类事件中制定可能的缓解策略。

您刚刚观看了 JoVE 对地质横截面的介绍。现在，您应该了解如何从地质图创建地质剖面，以及这些地质剖面的用途和应用。

感谢观看！