制作一个地质剖面

Making a Geologic Cross Section

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Making a Geologic Cross Section

3.2: Using Topographic Maps to Generate Topographic Profiles

3.5: Physical Properties Of Minerals II: Polymineralic Analysis

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08:55 min

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February 27, 2015

Overview

资料来源: 实验室的艾伦 · 莱斯特-科罗拉多大学博尔德分校

地质图件第一次了，利用在欧洲，在中期到末期^{18 世纪}。从那时起，他们已在世界各地努力了解地球，在地下和其修改时间通过表面岩石分布的地质调查的重要组成部分。现代的地质图是岩石和岩体结构在二维平面视图中丰富的数据表示形式。地形图，放置到哪种颜色变化，代表特定的岩石单位是最地质图件的基础。岩石单位之间的界限被称为联系人。除了接触线、地质图包含符号表示关键功能，如倾角和岩石单位、背斜、向斜，罢工和断裂表面的痕迹。

虽然二维地图视图很有用，地质学家的主要任务之一是推断的类型和方向的地下岩石。这样做是使用地质规则、推论和从表面向下的预测。结果是一个地质横断面，实质上是提供一个剖切的形象，一个视图就像一个会看到峡谷墙上或在路堑。

这假设片扔在地上，提供第三层面（深度），是一大批地质应用程序的关键。截面用于评估通过时间的岩石形成的时空模型。换句话说，目标是重新创建一个分步序列的哪些岩石和构造来了第一次，最后，和在之间。它们还用于确定特定模式的变形-是否岩石经历了挤压、伸展，或其他应力。

地质剖面有助于评估经济的矿藏，潜在地点、找到石油和天然气储层识别区域的地下水运动。

Principles

褶皱是塑性变形的证据 — — 他们通常形成由于低应变率、高围压和温度升高。相比之下，故障是指示性的脆性变形-它们通常是由高应变率、低围压和整体较低的温度。

折叠式变形，生成向上翘的地层（即类似于颠倒的碗）都称为背斜或 antiforms;那些涉及坳陷地层的褶皱，斜或 synforms。在许多情况下，经历了折叠的区域将显示多个集向斜和背斜，像地毯上的皱纹。

在这两个折叠类型（向斜和背斜）地层倾角在相反的方向，靠近或是离开，从所谓的褶皱轴。例如，与背斜构造，地层蘸下来和远离褶皱轴，就像浸脊线从屋顶上的瓦片一样。方位的褶皱轴称为折叠的”罢工”方向。

构建一张地质图的第一步是采取地形图，然后用颜色来标识包含不同岩石类型的区域。与每个岩石单位是一条线，称为”接触”可识别单位之间。在每种岩石类型（和有时接触本身）给出了 dip/罢工符号显示地表露头取向的岩层。(注: 涉及布伦顿指南针使用视频中定义罢工和倾角。总之，倾角是简单的岩石层使同一个水平面上的角度和罢工是合力罗盘方位线表示同一个水平面上的岩石单位交集。）它是这些逢低外的推法，击入地下-通过地质断面使用-，可以用于帮助推断是目前的褶皱构造的类型。例如，远离中心轴倾斜的床是指示性的背斜，而向中央轴倾角的床是指示性的向斜。一旦确认了结构，地图将标记符号表示存在，特别是褶皱类型与褶皱轴的罢工。

它值得注意地质学家往往可以推断这些结构仅仅通过看着计划视图地质地图，但横截面视图提供三维的视觉角度来看，这极大地增强了评估褶皱、断层的结构，和找到它们非常精确的能力。

地质断面的主要用途之一是重建褶皱和断层有点含糊，去除其表面特征的侵蚀。背斜并不需要（上翘的土料）一座小山，为向斜构造不需要清单本身作为一个山谷（下挠的土料）。地球的表面形貌并不总是意味着一种特定的褶皱或故障结构在深度。

Procedure

确定两个点定义横截面轮廓，如A A’。这些点的选择等，它们之间的界限是近似地垂直于干预的岩石单元的罢工方向。
两个点之间绘制地形剖面 A A’。在不同的视频提供了如何生成地形配置文件的说明。
采取一纸条和对齐线，仔细标记不同岩石单位之间的联系。
转移到地形剖面联系人。
在每个联系人，相邻的层的倾角用于项目此边界进入地下。只要地形剖面有没有垂直的夸张，从地图上逢低可以直接使用。例如，如果在石灰石/砂岩边界（联系人）倾角为 20 °，然后该联系人也可以绘制为 20 ° 角延伸到地下。
利用这种投影和当地的地质推断褶皱或地下断层的知识。例如，岩层倾角远离中心轴（再一次，像在尖尖的屋顶上的瓦片）可能表明存在背斜或作用。此外，如果岩石层沿中轴线年纪较大，比那些先后离轴，然后这是进一步确认的背斜构造。
将岩石层扩展到上述地面区域使用虚线;这表明前侵蚀岩石的推断的存在。
原则一节中讨论，露出水面的虚线正有效地代表曾经存在，但已被侵蚀的地质构造。

地质剖面可以评估通过时间的岩石形成的时空模型。

使用地质图，横截面才能产生预测地层的岩子表面，并评价了地上前侵蚀岩石形状。

由此产生的截面是很像那些在峡谷墙壁或路中看到一个剖形象削减。虽然地质学家可能能够推断出从计划查看地质地图等功能，增加了截面提供信息，可以大大提高评估褶皱和断层的能力第三个维度。

此视频将说明的过程创建一个地质横断面，并突出显示此地质工具的广泛使用的一些方法。

创建一张地质图的第一步是采取地形图和到这颜色代码包含不同岩石类型的区域。在字段中，地质学家观察矿物学和纹理的特征，然后用于标识不同的岩石类型和岩石单位。每个岩石单位部分之间的界限是的联系人。在每种岩石类型，将增加罢工和倾角数据来说明岩层的地表露头取向。

这些罢工和倾角数据表明产生向上翘，地层，类似于颠倒的碗里，被称为背斜的折叠式变形。涉及坳陷地层褶皱是斜。相比之下，缺点是脆性变形，藉以岩石打破而不是沿不同的地表破裂弯曲结果。这表面上是”断层”。

两者合计，岩石类型、位置和方向，用于创建地质剖面。第一步是创建一个地形的配置文件，显示的高程和轮廓的目标区域。地质数据然后添加到此配置文件。现在可以使用此剖面来推断地下结构。例如，远离中心轴倾斜的床是指示性的背斜，而走向蘸的床会指示向斜。

此外，地质剖面用于重建褶皱和断层可能是神秘的由于土壤侵蚀的曲面特征的影响。这被通过推断现有的表层和次表层数据向上高于现有的平面。

现在，我们都熟悉背后的地质断面施工的原则，让我们看看如何这进行示例地图。

构造地质的截面，首先要目标调查区域地质图。首先选择定义截面轮廓感兴趣的两个点。标签为这些点 A 和 A’。这些应该选择，它们之间的线将近似地垂直于干预的岩石单元的罢工方向。连接这些点，并创建地形剖面，垂直夸张地说，基于相交线的轮廓。接下来，把纸条和沿 A A 对齐生产线，并仔细标记不同岩石单位之间的接触。

在每个联系人，相邻的层的倾角信息用于项目边界进入地下。请注意，在向地下的投射，我们使用平均倾角横跨褶皱。这将保持恒定的床厚度在投影中。

使用量角器，测量出原图，根据倾角和延长直线地表以下的岩层。投射这每个接触点的信息会给粗糙的预测剖视图的岩层表面之下。下一步，寻找可能表示同一类型的岩层褶皱的岩石预测模式。如果这些预测地层线似乎满足，这表明的相同的基板，折叠，在光滑的投影的基础给出了在表面的倾角大小应该加入它们的行列。

最后，延伸到上述的地面区域的岩石层。这表明推断的存在的岩石和地质结构，然后侵蚀。

用于此演示该图的梅森维尔、科罗拉多州、 7.5 分钟四合院，美国地质调查局地质地图的一部分。岩石层和联系人已转入地质剖面，并制成地下和地表的投影。之一的单位，达科他组，标记 KD 和突出显示为绿色，我们看到浸渍的所谓的背斜，向东和向西的对面一侧的图层。总体而言，预测表明背斜向斜的组合，和背斜顶记录在原始地图本身作为一条虚线，顺槽（发音”trof”）向斜向西通过不同的虚线表示。这种组合结果在一整套弯下来的奇岩怪石和弯起的形成，由过去的压应力，在岩层上。南达科他州集团，遵循此背斜向斜模式，是重要性的单位，因为它代表的砂岩，将包含水或油，可能感兴趣的挖掘。

地质剖面是有用的工具，为多种类型的地质调查。这些应用程序的一些探讨在这里。

分析序列的沉积、入侵、变形或随着时间的推移侵蚀可以告知不仅是空间维度的岩石上，也是时间维度。使用此信息，它还有可能模拟和预测未来的变化，在地球的结构，如柔软的物质，使硬岩暴露的侵蚀。

经济上最重要的矿产资源;包括金、银、铜和钼;是与火成岩。如果这类岩石表面上在地质调查与发现可以评估其表面的接触，就可以使用一个地质剖面来推断可以在地下找到可能的矿石。

地质剖面是评价在地下流体流动的关键。理解的方向流加强层或含水层，与流防止图层或阻，允许地质学家预测运动的地下水，并可能确定适合的地方钻的井。一般情况下，岩石类型包含相当大的孔隙空间，如砂岩，将含水层，和那些结构比较致密与小孔隙空间，像的石板，将作为阻。至关重要的是，此信息还允许水污染物运动分析和可能的缓解策略在此类事件的发展。

你刚看了朱庇特的简介地质剖面。你现在应该明白如何从一张地质图，及其用途和应用，这些地质剖面的创建地质剖面。

谢谢观赏！

Results

在该例中，采用卡特湖，科罗拉多州美国地质调查局 7.5 分钟四边形图的一部分。此符号表示意味着 7.5 分钟的经度和纬度的 7.5 分钟定义的 E W 和 N S 的边界，在地图上。截面线东侧 A A’，岩石层下降到西方;相比之下，在西侧，层下降到东部。如果敌人让你生气，这些层满足在地下，形成一个碗状折叠结构，称为向斜。最终，所有折叠 (是否向下扭曲，如斜或向上弯曲，背斜等) 是一种产品的压缩式变形。当岩石受到挤压时，他们表现出塑性变形特征（折叠），尤其是如果变形发生相对迅速，高围压和在地球的地壳上部温度升高。与此相反，应力、低围压和低的温度下快速应用程序是更容易产生脆性变形，称为断层。

Applications and Summary

截面提供一种手段来分析和评估地下岩石单元的方向。地质学家使用交叉和叠加相对的约会的规则来确定沉降和变形的时机。例如，当一层坐上面另一个，可以推断，最上面一层是最有可能小于下方图层。此外，如果故障跨越一个特定的岩石单元，然后故障是最有可能比岩石单位年轻它偏移。

一些特定的应用程序包括测定地质历史、地下水流分析、矿藏、石油和天然气储层。相对的约会技术允许评估地质事件序列，包括沉积、侵入和变形（褶皱和断层）。地质学家寻求理解地球不只三个空间维度，但也在时空的维度 — — 想法是重建地质变化通过时间范围内。

截面是评价在地下流体流动的关键。理解的方向流增强层（含水层）与防止流层（阻）是评价地下水运动的关键。这也提供了一个应用确定井在哪里最好钻。它允许水污染物运动和可能的缓解策略分析。一般情况下，岩石类型，包含了相当大的孔隙空间（如砂岩或高度裂缝性火成岩变质岩石）将含水层。相比之下，包含有限孔隙空间（或缺乏间连通的孔隙）的岩石类型更可能会阻。

最经济的矿产资源 (例如，金、银、铜、钼等) 与火成岩相关联。如果火成岩露头表面上，并且可以评估其表面接触，然后可以确定可以在地下找到可能的矿石付诸实行。大多数的石油和天然气储层是与沉积岩，因为这些都是包含烃源（腐烂的有机物，陆地和海洋）的岩石类型。在这里，截面分析是绝对确定关键的褶皱或故障陷阱都可能存在，与它们是否包含石油资源。例如，向上扭曲（背斜）是石油和天然气钻探的经典位置。这是因为移动碳氢化合物倾向于向上，流动内透水层，直到他们到达背斜的峰值（或轴）。如果透层的防渗层封顶，然后油气藏积累和池在褶皱的先端。

Transcript

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！

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