3: ביצוע חתך רוחב גיאולוגי

1. זהה שתי נקודות שמגדירות פרופיל חתך, למשל A-A'. נקודות אלה נבחרות כך שהקו ביניהן מאונך בערך לכיווני השביתה של יחידות הסלע המתערבות.
2. פרופיל טופוגרפי מצויר בין שתי הנקודות, A-A'. הוראות הגעה ליצירת פרופיל טופוגרפי מסופקות בסרטון אחר.
3. קח רצועה של נייר וליישר אותו לאורך הקו, בזהירות סימון המגעים בין יחידות הסלע השונות.
4. העבר את אנשי הקשר לפרופיל הטופוגרפי.
5. בכל מגע, הטבילה של השכבות הסמוכות משמשת להקרנת גבול זה לתוך תת הקרקע. כל עוד לפרופיל הטופוגרפי אין הגזמה אנכית, ניתן להשתמש ישירות במטבלים מהמפה. לדוגמה, אם הטבילה בגבול אבן גיר/אבן חול (מגע) היא 20°, ניתן לצייר את המגע הזה כהרחבה אל תת-הקרקע בזווית של 20°.
6. השתמש בהקרנה זו ובידע של הגיאולוגיה המקומית כדי להסיק את הקפלים או הפגמים בתת הקרקע. לדוגמה, שכבות סלע הטבולות הרחק מהציר המרכזי (שוב, כמו שלבקת חוגרת על גג פסגות) עשויות להצביע על נוכחות של קו נגדי או אנטיפורמה. בנוסף, אם שכבות הסלע לאורך הציר המרכזי ישנות יותר מאלה שנמצאות ברציפות רחוק יותר מהציר, זהו אישור נוסף למבנה נגדי.
7. הרחבת שכבות הסלע לאזור הקרקע הנ"ל באמצעות קווים מנוקדים; זה מראה את הנוכחות הסיק של סלעים לפני הסחף.
   כפי שנדון בסעיף עקרונות, הקווים המנוקדים מעל פני השטח הם למעשה ייצוג של מבנה גיאולוגי שהיה קיים בעבר, אך הוסר על ידי סחף.

חתכים גיאולוגיים יכולים להעריך מודלים זמניים של היווצרות סלעים לאורך זמן.

באמצעות מפות גיאולוגיות ניתן ליצור חתכים המנבאים את שכבות הסלעים מתחת לפני השטח, ומעריכים את צורת הסלע מעל פני הקרקע לפני הסחיפה.

חתך הרוחב המתקבל הוא תמונה חתוכה בדומה לאלה שנראים בקירות קניון או בחיתוכי כבישים. בעוד שגיאולוגים עשויים להיות מסוגלים להסיק מאפיינים כאלה ממפה גיאולוגית של תוכנית, תוספת של חתך רוחב מספקת ממד שלישי של מידע שיכול לשפר מאוד את היכולת להעריך קפלים ושברים.

סרטון זה ימחיש את תהליך יצירת חתך גיאולוגי, וידגיש כמה מהשימושים הנרחבים בכלי גיאולוגי זה.

הצעד הראשון ביצירת מפה גיאולוגית הוא לקחת מפה טופוגרפית ולקודד בצבע זה את האזורים המכילים סוגי סלע שונים. בשטח, גיאולוגים מתבוננים בתכונות מינרלוגיות ומרקמיות, המשמשות לאחר מכן לזיהוי סוגי סלע ויחידות סלע מובחנות. הקווים בין כל קטע יחידת סלע הם המגעים. בתוך כל סוג סלע, יתווספו נתוני שביתה וטבילה כדי להמחיש את כיוון מחשוף פני השטח של שכבות הסלע.

נתוני שביתה וטבילה אלה מצביעים על עיוותים מסוג קיפול היוצרים שכבות מעוותות כלפי מעלה, אנלוגיות לקערה הפוכה, המכונות אנטיקלינים. הקפלים הכוללים שכבות מעוותות כלפי מטה הם סינקליין. לעומת זאת, שברים הם תוצאה של עיוות שביר, לפיו סלעים נשברים במקום להתכופף לאורך משטח מובהק של קרע. משטח זה הוא "מישור השבר".

יחד, סוג הסלע, המיקום והכיוון משמשים ליצירת חתך גיאולוגי. השלב הראשון הוא יצירת פרופיל טופוגרפי, המציג את הגובה וקווי המתאר של אזור היעד. הנתונים הגיאולוגיים מתווספים לאחר מכן לפרופיל זה. כעת ניתן להשתמש בחתך זה כדי להסיק את המבנה התת-קרקעי. לדוגמה, מיטות השוקעות הרחק מציר מרכזי מעידות על אנטיקלינים, בעוד שמיטות היורדות לכיוון מצביעות על סינקליין.

יתר על כן, חתכים גיאולוגיים משמשים לשחזור קפלים וסדקים שעשויים להיות מסתוריים, עקב השפעות הסחיפה על תכונות פני השטח. זה מושג על ידי אקסטרפולציה של נתוני פני השטח והתת-קרקע הקיימים כלפי מעלה מעל המישור הקיים.

כעת, לאחר שאנו מכירים את העקרונות מאחורי בניית חתך גיאולוגי, בואו נסתכל כיצד זה מתבצע במפה לדוגמה.

כדי לבנות חתך גיאולוגי, קח תחילה מפה גיאולוגית של אזור סקר היעד. התחל בבחירת שתי נקודות המגדירות פרופיל חתך מעניין. סמן את הנקודות הללו כ-A ו-A'. יש לבחור אותם כך שקו ביניהם יהיה בערך בניצב לכיווני הפגיעה של יחידות הסלע המתערבות. חברו את הנקודות הללו, וצרו פרופיל טופוגרפי, ללא הגזמה אנכית, המבוסס על קווי המתאר החוצים את הקו. לאחר מכן, קחו רצועת נייר ויישרו אותה לאורך קו A-A', וסמנו בזהירות את המגעים בין יחידות הסלע השונות.

בכל מגע, מידע הטבילה של השכבות הסמוכות משמש להקרנת הגבול אל תת הקרקע. שימו לב שבהקרנה אל מתחת לפני השטח, אנו משתמשים בטבילה ממוצעת על פני הקפל. זה שומר על עובי מיטה קבוע בהקרנה.

בעזרת מד זווית מודדים את זווית השיפוע על פי המפה המקורית, ומרחיבים את שכבות הסלע בקווים ישרים מתחת לפני השטח. הקרנת מידע זה בכל נקודת מגע תיתן מבט חתך חזוי גס של שכבות הסלע מתחת לפני השטח. לאחר מכן, חפש דפוסים בבליטות הסלע שעשויים להצביע על קפלים מאותו סוג של שכבות סלע. אם נראה שקווי השכבות החזויים הללו נפגשים, הדבר מצביע על קיפול של אותו מצע, ויש לחבר אותם בהקרנה חלקה המבוססת על גדלי הטבילה הניתנים על פני השטח.

לבסוף, הרחיבו את שכבות הסלעים לאזור מעל פני הקרקע. זה מראה את הנוכחות המוסקת של סלעים ומבנה גיאולוגי לפני הסחיפה.

המפה ששימשה להדגמה זו מציגה חלק מהמפה הגיאולוגית של מסונוויל, קולורדו, 7.5 דקות, מרובע USGS. שכבות הסלע והמגעים הועברו לפרופיל הגיאולוגי, וההקרנות נעשו אל מתחת לפני השטח ועל פני השטח. במקרה של אחת היחידות, קבוצת דקוטה, המסומנת KD ומודגשת בירוק, אנו רואים את השכבות שוקעות בצד אחד של מה שמכונה אנטיקלין, ממזרח, וממערב בצד הנגדי. בסך הכל, ההקרנות מצביעות על שילוב של אנטיקלין-סינקליין, ופסגת האנטיקלין נרשמת במפה המקורית עצמה כקו מקווקו, כאשר השוקת (מבטאים "טרוף") של הסינקליין מסומנת מערבה על ידי קו מקווקו אחר. שילוב זה מביא לקבוצה כפופה של תצורות סלע, ותצורה קמורה, הנוצרת על ידי מתחי דחיסה בעבר על שכבות הסלע. קבוצת דקוטה, העוקבת אחר דפוס אנטיקלין-סינקליין זה, היא יחידה בעלת חשיבות מכיוון שהיא מייצגת אבן חול, שתכיל מים או נפט, שעשויים לעניין את הכרייה.

חתכים גיאולוגיים הם כלים שימושיים למספר סוגים של חקירה גיאולוגית. חלק מהיישומים הללו נחקרים כאן.

ניתוח רצפים של שקיעה, חדירה, עיוות או שחיקה לאורך זמן יכול ליידע לא רק את הממדים המרחביים של הסלע, אלא גם את הממד הטמפורלי. באמצעות מידע זה ניתן גם לדמות ולצפות שינויים עתידיים במבנה כדור הארץ, כגון שחיקה של חומרים רכים יותר, המותירה סלעים קשים יותר חשופים.

מרבצי המינרלים החשובים ביותר מבחינה כלכלית; כולל זהב, כסף, נחושת ומוליבדן; קשורים לסלעי יסוד. אם סלעים כאלה נמצאים על פני השטח במהלך סקר גיאולוגי, וניתן להעריך את המגעים שלהם לפני השטח, ניתן להשתמש בחתך גיאולוגי כדי להסיק היכן ניתן למצוא עפרות אפשריות מתחת לפני השטח.

חתכים גיאולוגיים הם המפתח להערכת זרימת הנוזל מתחת לפני השטח. הבנת הכיוון של שכבות מגבירות זרימה, או אקוויפרים, לעומת שכבות מונעות זרימה, או אקוויקלודות, מאפשרת לגיאולוגים לחזות את תנועת מי התהום, ואולי לקבוע אזורים מתאימים לקידוח בארות. באופן כללי, סוגי סלעים המכילים שטח נקבוביות ניכר, כמו אבן חול, יהיו אקוויפרים, ואלה עם מבנה צפוף יותר ושטח נקבוביות קטן, כמו צפחה, ישמשו כאקוויקלודות. באופן מכריע, מידע זה מאפשר גם ניתוח של תנועת מזהמים מימיים, ופיתוח אסטרטגיות הפחתה אפשריות באירועים כאלה.

זה עתה צפיתם במבוא של JoVE לחתכים גיאולוגיים. כעת עליך להבין כיצד ליצור פרופיל גיאולוגי ממפה גיאולוגית, ואת השימושים והיישומים של חתכים גיאולוגיים אלה.

תודה שצפית!