3: Realizzazione di una sezione geologica trasversale

1. Identificare due punti che definiscono un profilo di sezione trasversale, ad esempio A-A'. Questi punti sono scelti in modo tale che la linea tra loro sia approssimativamente perpendicolare alle direzioni di attacco delle unità rocciose intermedie.
2. Un profilo topografico è disegnato tra i due punti, A-A'. Le indicazioni su come generare un profilo topografico sono fornite in un video diverso.
3. Prendi una striscia di carta e allineala lungo la linea, segnando attentamente i contatti tra le diverse unità rocciose.
4. Trasferire i contatti sul profilo topografico.
5. Ad ogni contatto, l'immersione degli strati adiacenti viene utilizzata per proiettare questo limite nel sottosuolo. Finché il profilo topografico non ha esagerazione verticale, i tuffi dalla mappa possono essere utilizzati direttamente. Ad esempio, se l'immersione a un confine calcareo/arenaria (contatto) è di 20°, allora quel contatto può essere disegnato come se si estendeva nel sottosuolo con un angolo di 20°.
6. Utilizza questa proiezione e la conoscenza della geologia locale per dedurre le pieghe o le faglie nel sottosuolo. Ad esempio, gli strati di roccia che si allontanano dall'asse centrale (di nuovo, come le tegole su un tetto a punta) possono indicare la presenza di un'anticlina o di un'antiforma. Inoltre, se gli strati rocciosi lungo l'asse centrale sono più vecchi di quelli che sono successivamente più lontani dall'asse, allora questa è un'ulteriore conferma di una struttura anticlinale.
7. Estendere gli strati rocciosi nella regione fuori terra usando linee tratteggiate; questo mostra la presenza dedotta di rocce prima dell'erosione.
   Come discusso nella sezione Principi, le linee tratteggiate sopra la superficie sono effettivamente una rappresentazione di una struttura geologica che una volta esisteva, ma è stata rimossa dall'erosione.

Le sezioni trasversali geologiche possono valutare i modelli temporali della formazione rocciosa nel tempo.

Utilizzando mappe geologiche, è possibile generare sezioni trasversali che prevedono gli strati delle rocce sotto la superficie e stimano la forma della roccia in superficie prima dell'erosione.

La sezione trasversale risultante è un'immagine in sezione molto simile a quelle che si vedono nelle pareti dei canyon o nei tagli stradali. Mentre i geologi possono essere in grado di dedurre tali caratteristiche da una mappa geologica in pianta, l'aggiunta di una sezione trasversale fornisce una terza dimensione di informazioni che può migliorare notevolmente la capacità di valutare pieghe e faglie.

Questo video illustrerà il processo di creazione di una sezione trasversale geologica e metterà in evidenza alcuni degli ampi usi di questo strumento geologico.

Il primo passo nella creazione di una mappa geologica è quello di prendere una mappa topografica e su questa codifica a colori le regioni contenenti diversi tipi di roccia. Sul campo, i geologi osservano le caratteristiche mineralogiche e tessiturali, che vengono poi utilizzate per identificare diversi tipi di roccia e unità rocciose. Le linee tra ogni sezione dell'unità rocciosa sono i contatti. All'interno di ogni tipo di roccia, verranno aggiunti dati di impatto e avvallamento per illustrare l'orientamento superficiale degli strati rocciosi.

Questi dati di strike e dip indicano deformazioni di tipo piega che generano strati deformati verso l'alto, analoghi a una ciotola capovolta, che sono indicati come anticlinali. Le pieghe che coinvolgono gli strati deformati verso il basso sono sinclinali. Al contrario, le faglie sono il risultato di una deformazione fragile, per cui le rocce si rompono invece di piegarsi lungo una superficie di rottura distinta. Questa superficie è il "piano di faglia".

Presi insieme, il tipo di roccia, la posizione e l'orientamento vengono utilizzati per creare una sezione trasversale geologica. Il primo passo consiste nella creazione di un profilo topografico, che mostra l'elevazione e il contorno della regione target. I dati geologici vengono quindi aggiunti a questo profilo. Questa sezione trasversale può ora essere utilizzata per dedurre la struttura sotterranea. Ad esempio, i letti che si allontanano da un asse centrale sono indicativi di anticlinali, mentre i letti che si abbassano verso indicherebbero le sinclinali.

Inoltre, le sezioni trasversali geologiche vengono utilizzate per ricostruire pieghe e faglie che possono essere criptiche, a causa degli effetti dell'erosione sulle caratteristiche della superficie. Ciò si ottiene estrapolando i dati esistenti della superficie e del sottosuolo verso l'alto sopra il piano esistente.

Ora che abbiamo familiarità con i principi alla base della costruzione di una sezione trasversale geologica, diamo un'occhiata a come viene eseguita su una mappa di esempio.

Per costruire una sezione trasversale geologica, prendere prima una mappa geologica dell'area di rilevamento target. Iniziare scegliendo due punti che definiscono un profilo di sezione trasversale di interesse. Etichetta questi punti come A e A'. Questi dovrebbero essere selezionati in modo che una linea tra di loro sia approssimativamente perpendicolare alle direzioni di impatto delle unità rocciose intermedie. Collegare questi punti e creare un profilo topografico, senza esagerazioni verticali, in base alle curve di livello che intersecano la linea. Quindi, prendi una striscia di carta e allineala lungo la linea A-A' e segna attentamente i contatti tra le diverse unità rocciose.

Ad ogni contatto, le informazioni di immersione degli strati adiacenti vengono utilizzate per proiettare il confine nel sottosuolo. Si noti che nella proiezione verso il sottosuolo, utilizziamo un avvallamento medio attraverso la piega. In questo modo si mantiene costante lo spessore del letto nella proiezione.

Utilizzando un goniometro, misurare l'angolo dell'avvallamento in base alla mappa originale ed estendere gli strati rocciosi in linea retta sotto la superficie. La proiezione di queste informazioni in ciascun punto di contatto fornirà una visione approssimativa della sezione trasversale prevista degli strati rocciosi sotto la superficie. Quindi, cerca i modelli nelle sporgenze rocciose che potrebbero indicare pieghe dello stesso tipo di strati rocciosi. Se queste linee di strato previste sembrano incontrarsi, ciò indica il ripiegamento dello stesso substrato e dovrebbero essere unite in una proiezione uniforme basata sulle magnitudini di avvallamento fornite in superficie.

Infine, estendi gli strati rocciosi nella regione fuori terra. Questo mostra la presenza dedotta di rocce e struttura geologica prima dell'erosione.

La mappa utilizzata per questa dimostrazione mostra una parte della mappa geologica USGS di MASONVILLE, COLORADO, quadrilatero di 7,5 minuti. Gli strati rocciosi e i contatti sono stati trasferiti al profilo geologico e le proiezioni sono state effettuate nel sottosuolo e in superficie. Nel caso di una delle unità, il gruppo Dakota, etichettato KD ed evidenziato in verde, vediamo gli strati che si immergono su un lato di quella che viene definita l'anticlinale, a est e a ovest sul lato opposto. Nel complesso, le proiezioni suggeriscono una combinazione anticlinale-sinclinale, e la cresta dell'anticlinale è registrata sulla mappa originale stessa come una linea tratteggiata, con la depressione (pronunciato "trof") della sinclinale indicata a ovest da una diversa linea tratteggiata. Questa combinazione si traduce in una serie di formazioni rocciose piegate verso il basso e in una formazione ricurva, prodotta da passate sollecitazioni compressive sugli strati rocciosi. Il gruppo Dakota, che segue questo schema anticlinale-sinclinale, è un'unità di importanza in quanto rappresenta un'arenaria, che conterrà acqua o petrolio, che potrebbe essere di interesse per l'estrazione.

Le sezioni geologiche sono strumenti utili per diversi tipi di indagini geologiche. Alcune di queste applicazioni sono esplorate qui.

L'analisi delle sequenze di deposizione, intrusione, deformazione o erosione nel tempo può informare non solo le dimensioni spaziali della roccia, ma anche la dimensione temporale. Utilizzando queste informazioni, è anche possibile simulare e anticipare i futuri cambiamenti nella struttura della Terra, come l'erosione delle sostanze più morbide, lasciando esposta la roccia più dura.

I giacimenti minerari economicamente più importanti; tra cui oro, argento, rame e molibdeno; sono associati alle rocce ignee. Se tali rocce vengono trovate in superficie durante un'indagine geologica e i loro contatti superficiali possono essere valutati, è possibile utilizzare una sezione trasversale geologica per estrapolare dove si possono trovare possibili minerali nel sottosuolo.

Le sezioni trasversali geologiche sono fondamentali per valutare il flusso del fluido nel sottosuolo. Comprendere l'orientamento degli strati che migliorano il flusso, o falde acquifere, rispetto agli strati che impediscono il flusso, o acquicludi, consente ai geologi di prevedere il movimento delle acque sotterranee e potenzialmente determinare le aree adatte per la perforazione dei pozzi. In generale, i tipi di roccia che contengono uno spazio poroso considerevole, come l'arenaria, saranno acquiferi, e quelli con una struttura più densa e poco spazio poroso, come l'ardesia, fungeranno da acquicludi. Fondamentalmente, queste informazioni consentono anche l'analisi del movimento degli inquinanti acquosi e lo sviluppo di possibili strategie di mitigazione in tali eventi.

Avete appena visto l'introduzione di JoVE alle sezioni trasversali geologiche. A questo punto dovresti capire come creare un profilo geologico da una mappa geologica e gli usi e le applicazioni di queste sezioni trasversali geologiche.

Grazie per l'attenzione!