Overview
Fuente: Laboratorio de Alan Lester - Universidad de Colorado Boulder
Mapas geológicos primero fueron hechas y utilizadas en Europa, en el mediados-finalessiglo 18 . Desde entonces, ellos han sido una parte importante de las investigaciones geológicas del mundo que se esfuerzan por entender las distribuciones de la roca en la superficie de la tierra, en el subsuelo y su modificación a través del tiempo. Un moderno mapa geológico es una representación de datos de rocas y estructuras rocosas en una vista en planta de dos dimensiones. La base para mapas más geológicos es un mapa topográfico, en que color las variaciones han sido colocadas para representar unidades de roca específicos. Los límites entre las unidades de roca se llaman contactos. Además de las líneas de contacto, mapas geológicos contienen símbolos que representan características clave, como la inmersión y la huelga de las unidades de roca, anticlinales y sinclinales y las huellas de las superficies de falla.
Aunque la vista del mapa bidimensional es útil, una de las tareas clave de un geólogo es inferir el tipo y la orientación de las rocas en el subsuelo. Esto se hace mediante reglas geológicas, inferencias y proyecciones hacia abajo de la superficie. El resultado es una sección geológica, una vista que esencialmente proporciona una imagen de corte, igual que uno vería en una pared del cañón o en una revegetación.
Este segmento hipotético en la tierra, proporcionando una tercera dimensión (profundidad), es la clave a un host de aplicaciones geológicas. Secciones transversales se utilizan para evaluar los modelos temporales de formación de la roca a través del tiempo. En otras palabras, el objetivo es recrear una secuencia paso a paso de que las rocas y estructuras llegaron primeras, último y en el medio. También están acostumbrados a específicos modos de deformación - de determinar si las rocas han sido sometidos a tensiones de compresión, extensión u otras.
Geológicos de las secciones transversales ayudan a identificar las regiones del movimiento de las aguas subterráneas, evaluar sitios potenciales para los depósitos minerales económicos y localizar reservorios de petróleo y gas.
Principles
Pliegues son evidencia de la deformación plástica-se forman típicamente como resultado tarifas de baja tensión y las presiones de confinamiento de alta temperatura elevada. En cambio, son indicativas de deformación frágil fallas-resultan por lo general de tarifas de alta tensión, confinando bajo presiones y temperaturas más bajas en general.
Deformación de plegable tipo que genera estratos combada hacia arriba (es decir, análoga a un plato al revés) se denominan anticlinales o antiforms; y esos pliegues que involucran estratos deformados de abajo son sinclinales o synforms. En muchos casos, una región que ha sufrido plegable mostrará múltiples conjuntos de sinclinales y anticlinales, como las arrugas en una alfombra.
En ambos tipos de doblez (sinclinales y anticlinales) los estratos inmersión en direcciones opuestas, hacia el o, de lo que se denomina el eje del pliegue. Por ejemplo, con un anticlinal los estratos inmersión hacia abajo y lejos del eje de doblez, como las tejas en un techo de inmersión de una línea de canto. La brújula orientación del eje del pliegue se denomina la "huelga" dirección del doblez.
El primer paso en la construcción de un mapa geológico es un mapa topográfico y luego color-código las regiones que contienen tipos de rocas diferentes. Entre cada roca unidad es una línea, llamada el "contacto" entre las unidades identificables. Dentro de cada tipo de roca (y a veces en el mismo contacto) reciben dip/huelga de símbolos para mostrar la orientación de la superficie de afloramiento de los estratos rocosos. (Nota: huelga y dip se definen en un video anterior que implica el uso de la brújula Brunton. En breve, inmersión es simplemente el ángulo que las capas de roca con un plano horizontal, y es la orientación brújula de acimut resultante de la línea que representa la intersección de la unidad de roca con un plano horizontal.) Es la extrapolación de estos huecos y pulsa en el subsuelo a través del uso de la sección geológica-que pueden utilizarse para ayudar a inferir el tipo de estructura de pliegue que está presente. Por ejemplo, camas de inmersión de un eje central son indicativas de anticlinales, que son indicativos de sinclinales camas que sumergen hacia un eje central. Una vez que se ha identificado la estructura, el mapa se marcará con la simbología que indica el tipo de doblez especial que está presente y la huelga de los ejes de pliegue.
Cabe destacar que geólogos a menudo pueden inferir estas estructuras sólo por mirar el mapa geológico de la opinión de plan, pero la vista de sección transversal proporciona una perspectiva visual 3-d que mejora en gran medida la capacidad para evaluar estructuras de pliegue y falla y localizar con gran precisión.
Uno de los principales usos de la sección geológica es reconstruir pliegues y fallas que son un poco crípticos, como resultado de la erosión eliminando sus características superficiales. No es necesario ser una colina (una para arriba-deformación del material de la tierra) un anticlinal y un sinclinal no necesita manifestarse como un valle (una abajo-deformación del material de la tierra). Topografía de la superficie de la tierra no siempre implica un tipo particular de estructura plegable o falla en profundidad.
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Procedure
- Identificar dos puntos que definen un perfil de sección transversal, por ejemplo, A-A'. Estos puntos se eligen tales que la línea entre ellos es aproximadamente perpendicular a las direcciones de ataque de las unidades intervinientes de roca.
- Se dibuja un perfil topográfico entre los dos puntos, A-A'. Instrucciones de cómo generar un perfil topográfico se proporcionan en un video diferente.
- Tomar una tira de papel y alinee a lo largo de la línea, marcando cuidadosamente los contactos entre las unidades de rocas diferentes.
- Transferir los contactos en el perfil topográfico.
- En cada contacto, el buzamiento de las capas adyacentes se utiliza para proyectar este límite en el subsuelo. Como el perfil topográfico no tiene ninguna exageración vertical, las pendientes del mapa pueden ser utilizadas directamente. Por ejemplo, si el dip en un límite de la piedra caliza/piedra arenisca (contacto) es de 20°, entonces ese contacto puede ser dibujado como extensión en el subsuelo en un ángulo de 20°.
- Utilizar esta proyección y conocimiento de la geología local para deducir los pliegues o fallas en el subsuelo. Por ejemplo, capas de roca que sumergen lejos del eje central (una vez más, como las tejas en un techo de picos) pueden indicar la presencia de un anticlinal o Antiforme. Además, si las capas de roca a lo largo del eje central son mayores que los que son sucesivamente más lejos del eje, entonces esto es aún más confirmación de una estructura anticlinal.
- Extender las capas de rocas en la región anterior de tierra mediante líneas de puntos; Esto demuestra la presencia inferida de las rocas antes de la erosión.
Como comentamos en la sección de principios, la línea punteada sobre la superficie efectivamente son una representación de una estructura geológica que una vez existió, pero ha sido eliminada por la erosión.
Cortes geológicos transversales pueden evaluar modelos temporales de formación de la roca a través del tiempo.
Usando mapas geológicos, se pueden generar secciones transversales que predecir los estratos de la superficie de las rocas y estimar la forma de la roca por encima del suelo antes de la erosión.
La sección transversal resultante es una imagen de corte parecido a los que se ven en las paredes del cañón o el camino corta. Mientras que los geólogos pueden ser capaces de inferir características de un mapa geológico de la opinión de plan, la adición de una sección transversal proporciona una tercera dimensión de la información que puede mejorar grandemente la capacidad de evaluar fallas y pliegues.
Este video se ilustran el proceso de creación de una sección geológica y destacar algunos de los amplios usos de esta herramienta geológica.
El primer paso en la creación de un mapa geológico es un mapa topográfico y en esto del color-código las regiones que contienen tipos de rocas diferentes. En el campo, geólogos observan Características texturales y mineralógica, que se utilizan para identificar los tipos de rocas distintas y las unidades de roca. Las líneas entre cada sección de la unidad de roca son los contactos. Dentro de cada tipo de roca, se añadirán datos de huelga y baño para ilustrar la orientación de la superficie de afloramiento de los estratos rocosos.
Estos datos huelga y dip indican deformaciones plegable tipo que generan deformado hasta estratos, análogos a un tazón de fuente, al revés que se denominan anticlinales. Los pliegues que involucran estratos deformados de abajo son sinclinales. En cambio, fallas son el resultado de la deformación frágil, por el que rompen las rocas en lugar de doblar a lo largo de una superficie de ruptura distinta. Esta superficie es el "plano de falla".
Tomados en conjunto, el tipo de roca, la posición y orientación, se utilizan para crear una sección geológica. El primer paso es crear un perfil topográfico, que muestra la elevación y el contorno de la región de destino. Los datos geológicos entonces se añade a este perfil. Esta sección puede utilizarse ahora para inferir la estructura subterránea. Por ejemplo, camas de inmersión de un eje central son indicativas de anticlinales, mientras que las camas que sumergen hacia indicaría sinclinales.
Además, geológicas de las secciones transversales se utilizan para reconstruir pliegues y fallas que pueden ser crípticos, debido a los efectos de la erosión en las características superficiales. Esto se logra mediante la extrapolación de los datos existentes de superficie y subsuperficiales hacia arriba por encima del plano existente.
Ahora que estamos familiarizados con los principios de la construcción de una sección geológica, echemos un vistazo a cómo se realiza un mapa de ejemplo.
Para construir una sección geológica, en primer lugar un mapa geológico de la zona de estudio objetivo. Comience por elegir dos puntos que definen un perfil de sección de interés. Etiquetar estos puntos como A y A'. Estas deben seleccionarse para que sea aproximadamente perpendicular a las direcciones de ataque de las unidades de roca que una línea entre ellos. Conectar estos puntos y crear un perfil topográfico, sin exageración vertical, basada en los contornos que se cruzan la línea. A continuación, tomar una tira de papel y alinee a lo largo de la A-A' la línea y marque cuidadosamente los contactos entre las unidades de roca diferentes.
En cada contacto, la información de la inmersión de las capas adyacentes se utiliza para proyectar el límite en el subsuelo. Observe que en la proyección a la superficie, utilizamos un medio baño en el pliegue. Esto mantiene el espesor de cama constante en la proyección.
Utilizando un transportador, mide el ángulo de inmersión según el mapa original y extender las capas de roca en líneas rectas por debajo de la superficie. Proyección de esta información en cada punto de contacto le dará una vista transversal prevista áspera de los estratos de roca bajo la superficie. A continuación, busque patrones en las proyecciones de roca que pueden indicar pliegues del mismo tipo de estratos rocosos. Si estos predijeron líneas de estratos parecen satisfacer, indica plegable del mismo sustrato, y deben ser alineadas en una suave proyección basada en las magnitudes de la inmersión en la superficie.
Por último, extender las capas de rocas en la región anterior de la tierra. Esto demuestra la presencia inferida de las rocas y la estructura geológica antes de la erosión.
El mapa utilizado para esta demostración muestra una porción de MASONVILLE, COLORADO, cuadrilátero de 7,5 minutos, mapa geológico de USGS. Las capas de roca y contactos se han transferido el perfil geológico, y las proyecciones hechas en el subsuelo y superficie. En el caso de las unidades, el grupo de Dakota, etiquetado KD y resaltado en verde, podemos ver las capas que se sumerge en un lado de lo que se conoce como el anticlinal, al este y al oeste en el lado opuesto. En general, las proyecciones sugieren una combinación de anticlinal sinclinal y la cresta del anticlinal se registra en el mapa original sí mismo como una línea discontinua, con el canal (se pronuncia "trof") del sinclinal indicado hacia el oeste por una línea de guiones diferentes. Esta combinación resulta en un sistema arqueado abajo de formaciones rocosas y una formación inclinada para arriba, producida por tensiones de compresión pasadas en los estratos rocosos. El grupo de Dakota, que sigue este patrón de anticlinal sinclinal, es una unidad de importancia ya que representa una piedra de arenisca que contiene agua o aceite, que puede ser de interés para la minería.
Cortes geológicos transversales son herramientas útiles para un número de tipos de investigación geológica. Algunas de estas aplicaciones son exploradas aquí.
Analizar secuencias de deposición, intrusión, deformación o erosión del paso del tiempo puede informar no sólo las dimensiones espaciales de la roca, sino también la dimensión temporal. Con esta información, también es posible simular y anticipar cambios futuros en la estructura de la tierra, como la erosión de las sustancias más suaves, dejando expuesta de roca más dura.
Depósitos minerales económicamente más importantes; incluyendo oro, plata, cobre y molibdeno; están asociados con rocas ígneas. Si estas rocas se encuentran en la superficie durante un estudio geológico, y pueden evaluarse sus superficie contactos, es posible utilizar una sección geológica para extrapolar donde pueden encontrarse posibles minerales en el subsuelo.
Cortes geológicos transversales son fundamentales para la evaluación de flujo de fluidos en el subsuelo. Comprender la orientación de mejorar el flujo de capas, o acuíferos, versus flujo evitando capas o aquicludes, permite a geólogos predecir el movimiento de las aguas subterráneas y potencialmente determinar zonas adecuadas para la perforación de pozos. Rock en general, tipos que contienen espacio de poro considerable como piedra arenisca, será acuíferos y aquellos con estructura más densa y espacio de poro pequeño, como pizarra, actuará como aquicludes. Fundamentalmente, esta información también permite análisis de movimiento de contaminantes acuosos y el desarrollo de las estrategias de mitigación posible en este tipo de eventos.
Sólo ha visto introducción de Zeus a secciones geológicas. Ahora debería entender cómo crear un perfil geológico de un mapa geológico y los usos y aplicaciones de estos cortes geológicos transversales.
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Results
Para esta demostración, se utilizó una porción del mapa de cuadrilátero de Carter Lake, Colorado, USGS 7,5 minutos. Esta notación quiere decir que 7,5 minutos de longitud y 7,5 minutos de latitud definen los límites de E-W y N-S sobre el mapa. En el lado este de la línea de sección A-A', las capas de rocas sumergen al oeste; en cambio, en el lado oeste, las capas inmersión hacia el este. Se puede inferir que estas capas cumplen en el subsuelo para formar una en forma de cuenco plegable-estructura, conocida como sinclinal. En última instancia, los pliegues (si abajo-urdimbres, como sinclinales o up-deformaciones, tales como anticlinales) son un producto de la deformación de compresión-estilo. Cuando las rocas han sido exprimidas, muestran características de deformación plástica (plegable), especialmente si la deformación se ha producido relativamente rápidamente, con el confinamiento de alta presiones y temperaturas elevadas en la corteza superior de la tierra. En cambio, rápida aplicación de estrés, confinamiento de baja presión y baja temperatura son más propensos a producir deformación frágil, conocida como fallas.
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Applications and Summary
Secciones transversales constituyen un medio para analizar y evaluar la orientación subsuperficie de las unidades de roca. Geólogos usan las reglas de datación relativa de transversales y superposición para determinar el momento de la deposición y la deformación. Por ejemplo, cuando una capa se encuentra por encima de otro, se puede inferir que la capa superior es probablemente más joven que la capa inferior. Además, si una falla atraviesa una unidad de roca particular, entonces la falla es más probable menor de la unidad de la roca compensa.
Algunas aplicaciones específicas incluyen la determinación de la historia geológica, análisis de flujo de aguas subterráneas, depósitos minerales y depósitos de petróleo y gas. Técnicas de datación relativa permiten una evaluación de una secuencia de eventos geológicos, incluyendo deposición, intrusión y deformación (pliegues y fallas). Geólogos buscan entender la tierra no sólo las tres dimensiones espaciales, sino también en el contexto de una dimensión temporal, la idea de reconstruir el cambio geológico a través del tiempo.
Las secciones transversales son clave para la evaluación de flujo de fluidos en el subsuelo. Comprender la orientación de mejorar el flujo de capas (acuíferos) versus prevención de flujo de capas (aquicludes) es la clave para evaluar el movimiento de las aguas subterráneas. Esto también proporciona una aplicación para la determinación de donde son los mejores perforar pozos. Permite análisis de contaminantes acuosos movimiento y posibles estrategias de mitigación. En general, tipos de rocas que contienen el espacio de poro considerable (por ejemplo areniscas o rocas ígneas/metamórficas altamente fracturadas) será acuíferos. En cambio, tipos de rocas que contienen el limitado espacio de poro (o poros que carecen de conectividad entre) más probable será aquicludes.
Más depósitos minerales económicos (p. ej., Au, Ag, Cu, Mo, etc.) están asociados con rocas ígneas. Si las rocas ígneas afloran en la superficie, y pueden evaluarse sus superficie contactos, uno puede determinar donde pueden encontrarse posibles minerales en el subsuelo. La mayoría reservorios de petróleo y gas están asociados con rocas sedimentarias, porque estos son los tipos de roca que contienen fuentes de hidrocarburos (orgánicos decaídos, terrestres y marinas). Aquí, sección de análisis es imprescindible para determinar donde están probable que existen trampas de doblez o falla, y si contienen recursos de petróleo. Por ejemplo, para arriba-deformaciones (anticlinales) son un clásico de petróleo y perforación de gas. Esto es porque los hidrocarburos móviles tienden a fluir hacia arriba, en capas permeables, hasta alcanzar el pico (o eje) de un anticlinal. Si la capa permeable está cubierta por una capa impermeable, un yacimiento de hidrocarburos se acumula y piscinas en el vértice del pliegue.
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