Overview
Quelle: Labor von Alan Lester - University of Colorado at Boulder
Geologische Karten waren zuerst hergestellt und in Europa, in die Mitte bis Endedes 18. Jahrhunderts verwendet. Seitdem wurden sie ein wichtiger Teil der geologischen Untersuchungen auf der ganzen Welt, die sich bemühen, Rock-Distributionen auf der Oberfläche der Erde, im Untergrund, und ihre Veränderung durch die Zeit zu verstehen. Eine moderne geologische Karte ist eine umfassende Darstellung der Felsen und Felsstrukturen in einer zweidimensionalen Draufsicht. Die Basis für die meisten geologischen Karten ist eine topographische Karte, auf welche, die Farbe Variationen gestellt worden sind, um bestimmte Gesteinseinheiten darzustellen. Die Grenzen zwischen der Gesteinseinheiten nennt man Kontakte. Geologische Karten enthalten neben der Oberleitungen Symbole, die Hauptmerkmale, wie Dip und Streik der Gesteinseinheiten, Antiklinalen und karbonischen und die Spuren der Schuld Oberflächen darstellen.
Obwohl die zweidimensionale Kartenansicht nützlich ist, ist eine zentrale Aufgabe des Geologen, die Art und Ausrichtung der Gesteine im Untergrund abzuleiten. Dies geschieht mithilfe von geologischen Regeln, Rückschlüsse und Prognosen nach unten von der Oberfläche. Das Ergebnis einer geologischen Querschnitt, eine Ansicht ist, die im Wesentlichen ein Cutaway-Bild liefert würde ähnlich wie eine auf einer Felswand oder in einer Roadcut sehen.
Diese hypothetische Scheibe in die Erde, mit einer dritten Dimension (Tiefe), ist der Schlüssel zu einer Vielzahl von geologischen Anwendungen. Querschnitte werden verwendet, um zeitliche Modelle der Felsformation durch die Zeit zu beurteilen. Das heißt, ist das Ziel, eine schrittweise Abfolge von dem Felsen und Strukturen kam zuerst, zuletzt, und dazwischen neu. Sie sind auch verwendet, um bestimmte Modi der Verformung - bestimmen, ob Felsen Kompressions extensionalen oder andere Belastungen unterzogen wurden.
Geologische Querschnitte helfen, Regionen der Grundwasser-Bewegung zu identifizieren, zu bewerten potenzielle Standorte für wirtschaftliche Mineralvorkommen und suchen Öl und Gas-Reservoirs.
Principles
Falten sind ein Beweis der plastischen Verformung-sie bilden in der Regel durch Low-Dehnraten, hoher begrenzend Druck und erhöhter Temperatur. Im Gegensatz dazu, Fehler sind bezeichnend für spröde Deformation-sie in der Regel ergeben sich aus hohen Dehnraten, niedrige Beschränkung Drücke und insgesamt niedrigere Temperaturen.
Falzart Verformung, die bis verzogen Schichten (d. h. analog zu einer Upside-down Schüssel) erzeugt werden als Antiklinalen oder Antiforms bezeichnet; und sind diese Falten, die nach unten verzogen Schichten beinhalten karbonischen oder Synforms. In vielen Fällen wird eine Region, die Faltung durchgemacht hat mehrere Sätze von karbonischen und Antiklinalen, wie auf einem Teppich Falten zeigen.
In beiden Falzarten (karbonischen und Antiklinalen) tauchen die Schichten in entgegengesetzte Richtungen, entweder in Richtung oder Weg, was die Falte-Achse bezeichnet wird. Zum Beispiel mit einer Antiklinale tauchen die Schichten nach unten und Weg von der Achse, Falte, ähnlich wie Schindeln auf dem Dach von einer Hügelkette eintauchen. Kompassorientierung der Falte Achse wird die "Streik" Richtung der Falte bezeichnet.
Der erste Schritt beim Aufbau einer geologischen Karte soll eine topografische Karte und dann farblich kennzeichnen die Regionen, die verschiedenen Gesteinsarten enthalten. Zwischen jeder Stein ist eine Linie, genannt die "Kontakt" zwischen identifizierbare Einheiten. Innerhalb jedes Gestein (und manchmal auf den Kontakt selbst) sind Bad/Strike Symbole zeigen die Oberfläche Felsvorsprung Ausrichtung der Gesteinsschichten gegeben. (Hinweis: Streik und Dip in einem früheren Video unter Verwendung von Brunton Kompass definiert sind. In Kürze Dip ist einfach der Winkel, den die Gesteinsschichten mit einer horizontalen Ebene und Streik ist die daraus resultierende Azimut Kompassorientierung der Linie, die den Schnittpunkt des Referats Rock mit einer Horizontalebene darstellt.) Es ist die Extrapolation der diese Dips und Streiks in den Untergrund-durch die Verwendung von der geologischen Querschnitt-zu helfen, die Art der Faltung Struktur ableiten, die vorhanden ist verwendet werden kann. Beispielsweise sind Betten eintauchen Weg von einer zentralen Achse Richtwerte der Antiklinalen, Betten, die in Richtung einer Mittelachse Tauchen Indikator für karbonischen sind. Nachdem die Struktur identifiziert wurde, wird die Karte mit Symbolik, die die besondere Falzart bezeichnet, die vorhanden ist, und der Streik der Falte Achse markiert.
Es ist erwähnenswert, dass Geologen können diese Strukturen oft nur durch Blick auf die Draufsicht geologische Karte ableiten, aber die Querschnittsansicht eine 3-d-visuelle Perspektive, die stark die Fähigkeit bietet erhöht, Falten und Schuld Strukturen zu bewerten, und platzieren sie mit größter Präzision.
Die hauptsächliche Verwendung von der geologischen Querschnitt gehört zu rekonstruieren, Falten und Verwerfungen, die etwas kryptisch, als Folge von Erosion ihrer Oberflächeneigenschaften zu entfernen sind. Ein Sattel muss nicht zu einem Hügel (ein Up-Verzug der Erde Material) und ein ringförmiges muss nicht wie ein Tal (eine Down-Krümmung der Erde Material) manifestieren. Erdoberfläche Oberflächentopographie bedeutet nicht immer eine bestimmte Art von Falten oder Störung Struktur in der Tiefe.
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Procedure
- Identifizieren Sie zwei Punkte, die eine Querschnittsprofil, z. B. definieren A-A'. Diese Punkte sind so gewählt, dass die Grenze zwischen ihnen etwa senkrecht zur Richtung Streik der dazwischen liegenden Gesteinseinheiten ist.
- Eine topographische Profil zwischen den beiden Punkten gezeichnet ist A-A'. Wegbeschreibung für das topographische Profil zu erstellen ist in ein anderes Video verfügbar.
- Nehmen Sie einen Streifen Papier und entlang der Markierung, sorgfältig die Kontakte zwischen den verschiedenen Gesteinseinheiten ausrichten.
- Die Kontakte auf das topographische Profil zu übertragen.
- Bei jeder Berührung ist der Dip der angrenzenden Schichten verwendet, diese Grenze in den Untergrund zu projizieren. Solange das topographische Profil keine vertikale Überhöhung hat, können die Dips aus der Karte direkt verwendet werden. Zum Beispiel wenn der Dip an einem Kalkstein/Sandstein-Grenze (Kontakt) 20° ist, kann dann diesen Kontakt gezogen als Erweiterung in den Untergrund unter einem Winkel von 20°.
- Nutzen Sie diese Projektion und das Wissen der lokalen Geologie, Falten oder Störungen in den Untergrund abzuleiten. Gesteinsschichten, die Weg von der Mittelachse (wieder, wie Schindeln auf einem Höchststand-Dach) tauchen können beispielsweise das Vorhandensein einer Antiklinale oder Antiform angegeben. Darüber hinaus sind die Gesteinsschichten entlang der Mittelachse älter als diejenigen, die sukzessive weiter von der Achse sind, ist dann dies weitere Bestätigung einer Mulden-Struktur.
- Erweitern Sie die Gesteinsschichten in den oben genannten Boden-Bereich mit gepunkteten Linien; Dies zeigt die abgeleitete Anwesenheit von Felsen vor Erosion.
Wie im Abschnitt "Prinzipien" erläutert, sind die gestrichelten Linien über der Oberfläche effektiv eine Darstellung der eine geologische Struktur, die einst existierte, aber wurde durch Erosion entfernt.
Geologische Querschnitte können zeitliche Modelle der Felsformation durch die Zeit bewerten.
Verwendung von geologischen Karten, können Querschnitte erzeugt werden die Vorhersagen, der Schichten des Untergrundes Felsen, und schätzen Sie die Rock-Form über Boden vor Erosion.
Die daraus resultierende Querschnitt ist ein Cutaway Bild ähnlich denen in Felswänden oder auf der Straße gesehen schneidet. Während Geologen in der Lage, solche Funktionen aus einer Draufsicht geologische Karte abzuleiten, bietet die Ergänzung eines Querschnitts eine dritten Dimension der Informationen, die die Fähigkeit zu Falten und Mängel beurteilen erheblich verbessern kann.
Dieses Video wird veranschaulichen den Prozess der Erstellung eines geologischen Querschnitts, und einige der umfangreichen Anwendungen dieses geologische Tools highlight.
Der erste Schritt beim Erstellen einer geologischen Karte soll eine topografische Karte und auf diese farblich kennzeichnen die Regionen mit unterschiedlichen Gesteinsarten. Im Feld beobachten Geologen mineralogischer und strukturelle Merkmale, die dann verwendet werden, um unterschiedliche Gesteinsarten und Gesteinseinheiten zu identifizieren. Die Grenzen zwischen jeder Rock-Einheit-Abschnitt sind die Kontakte. Innerhalb jedes Gestein werden Streik und Dip Daten hinzugefügt werden, um die Oberfläche Felsvorsprung Ausrichtung der Gesteinsschichten zu veranschaulichen.
Dieser Streik und Dip Daten zeigen Falzart Verformungen, die sich verzogen Schichten, ähnlich wie eine Upside-down Schüssel, zu erzeugen, die als Antiklinalen bezeichnet werden. Die Falten, die nach unten verzogen Schichten betreffen sind karbonischen. Im Gegensatz dazu entstehen Fehler spröde Deformation, wobei Felsen brechen statt biegen entlang einen deutlichen Oberfläche der Bruch. Diese Oberfläche ist der "Fehler-Ebene."
Zusammengenommen, Gestein, Position und Ausrichtung, werden verwendet, um einen geologischen Querschnitt zu erstellen. Der erste Schritt ist, eine topographische Profil zu erstellen, die Höhe und die Kontur der Zielregion zeigt. Die geologischen Daten werden dann dieses Profil hinzugefügt. Dieser Querschnitt kann jetzt verwendet werden, die unterirdische Struktur abzuleiten. Beispielsweise sind Betten, die Weg von einer zentralen Achse eintauchen bezeichnend für Antiklinalen, während Betten, die in Richtung Tauchen karbonischen hindeuten würde.
Weitere, geologische Querschnitte werden verwendet, um Falten und Verwerfungen, die kryptische, aufgrund der Auswirkungen der Erosion auf die Oberflächen-Features möglicherweise zu rekonstruieren. Dies geschieht durch Extrapolation der vorhandenen Oberflächen und Untergrund Daten nach oben über die bestehende Ebene.
Nun, da wir die Prinzipien hinter den Bau von einem geologischen Querschnitt kennen, schauen an wie dies auf eine Beispiel-Karte durchgeführt wird.
Um einen geologischen Querschnitt zu konstruieren, nehmen Sie zuerst eine geologische Karte des Zielbereichs Umfrage. Beginnen Sie wählen zwei Punkte, die einen Querschnitt Profil Ihrer Wahl bestimmen. Beschriften Sie diese Punkte als A und A'. Diese sollte gewählt werden, so dass eine Linie zwischen ihnen etwa senkrecht zur Richtung Streik der dazwischen liegenden Gesteinseinheiten. Verbinden Sie diese Punkte zu, und erstellen Sie einen topographischen Profil ohne vertikale Überhöhung, basierend auf die Konturen, die die Linie schneiden. Als nächstes nehmen Sie einen Streifen Papier und richten Sie es entlang der A-A "Linie, und markieren Sie sorgfältig die Kontakte zwischen den verschiedenen Gesteinseinheiten.
Bei jeder Berührung wird die Dip-Informationen der angrenzenden Schichten verwendet, um die Grenze in den Untergrund zu projizieren. Beachten Sie, dass in der Projektion auf dem Untergrund, wir eine durchschnittliche Sprung über die Falte verwenden. Dadurch bleibt konstant Bett Dicke in der Projektion.
Mit einem Winkelmesser, Messen Sie den Winkel des Dip nach der original-Karte, und verlängern Sie die Gesteinsschichten in geraden Linien unterhalb der Oberfläche. Projizieren diese Informationen an jedem Kontaktpunkt geben eine grobe vorhergesagte Querschnittsansicht der Gesteinsschichten unter der Oberfläche. Als nächstes suchen Sie nach Mustern in den Felsvorsprüngen, die Falten des gleichen Typs der Gesteinsschichten hinweisen. Wenn diese sagte, dass die Schichten Linien erscheinen voraus zu erfüllen, dies zeigt Faltung des gleichen Substrat, und sie sollten in einer glatten Projektion basiert auf den Dip-Größen gegeben an der Oberfläche verbunden werden.
Schließlich erstrecken Sie sich die Felsen Schichten in der oben genannten Boden-Region. Dies zeigt die abgeleitete Anwesenheit von Felsen und geologische Struktur vor Erosion.
Die Karte verwendet für diese Demonstration zeigt einen Teil des MASONVILLE, COLORADO, 7,5 Minuten Viereck, USGS geologische Karte. Die Gesteinsschichten und Kontakte wurden an das geologische Profil und Prognosen in den Untergrund und Oberfläche übertragen. Im Falle eines der Geräte die Dakota-Gruppe mit der Bezeichnung KD und grün hervorgehoben, sehen wir die Schichten auf einer Seite von genannt der Antiklinale, im Osten und im Westen auf der gegenüberliegenden Seite eintauchen. Insgesamt, die Schätzungen gehen von einer Antiklinale können Kombination und das Wappen der Antiklinale aufgezeichnet auf der ursprünglichen Karte selbst eine gestrichelte Linie mit der Mulde (ausgesprochen "Trof") von der Syncline im Westen durch eine andere gestrichelte Linie angezeigt. Diese Kombination ergibt eine nach unten gebogene Reihe von Felsformationen und einer verneigte sich Bildung, produziert von vergangenen Kompressions betont auf die Gesteinsschichten. Die Dakota-Gruppe, die dieses Antiklinale können Muster folgt, ist eine Einheit von Bedeutung, da es einen Sandstein, der enthalten wird darstellt, Wasser oder Öl, die möglicherweise von Interesse für den Bergbau.
Geologische Querschnitte sind nützliche Werkzeuge für eine Reihe von Arten der geologischen Untersuchung. Einige dieser Anwendungen werden hier untersucht.
Analyse von Sequenzen der Ablagerung, eindringen, Verformung oder Erosion im Laufe der Zeit kann nicht nur die räumlichen Dimensionen des Felsens, sondern auch die zeitliche Dimension informieren. Anhand dieser Informationen ist es auch möglich zu simulieren und zu antizipieren, zukünftige Änderungen in der Struktur der Erde, wie die Erosion weicher Stoffe, schwerer Fels ausgesetzt zu verlassen.
Wirtschaftlich bedeutendste mineralische Ablagerungen; auch Gold, Silber, Kupfer und Molybdän; magmatischen Gesteine zugeordnet sind. Wenn solche Felsen sich auf der Oberfläche während einer geologischen Landesaufnahme befinden, und ihre Oberfläche Kontakte beurteilt werden können, ist es möglich, einen geologischen Querschnitt um zu extrapolieren, wo möglich Erze im Untergrund gefunden werden kann.
Geologische Querschnitte sind Schlüssel zur Bewertung der Flüssigkeitsströmung im Untergrund. Verstehen der Ausrichtung des Fluss steigernde Schichten oder Aquifers, versus Durchfluss Schichten oder Aquicludes, zu verhindern, können Geologen zur Vorhersage der Bewegung des Grundwassers, und potenziell geeignete Flächen für das Bohren von Brunnen zu bestimmen. Rock im allgemeinen Arten mit erheblichen Porenraum, wie Sandstein, Grundwasserleiter werden, und diejenigen mit Dichter Struktur und wenig Porenraum, wie Schiefer, werden als Aquicludes fungieren. Entscheidend ist, erlaubt diese Informationen auch für Analyse der wässrigen Schadstoff-Bewegung und Entwicklung von Gegenmassnahme Strategien an solchen Veranstaltungen.
Sie habe nur Jupiters Einführung in die geologische Querschnitte beobachtet. Sie sollten jetzt verstehen, wie man eine geologische Profil aus einer geologischen Karte und die Verwendungen und Anwendungen diese geologische Querschnitte erstellen.
Danke fürs Zuschauen!
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Results
Für diese Demonstration war ein Teil der Carter See, Colorado, USGS 7,5-Minuten-Viereck-Karte verwendet. Diese Schreibweise bedeutet, dass 7,5 Minuten Länge und 7,5 Minuten Breitengrad der E-W und N-S Grenzen auf der Karte zu definieren. Auf der Ostseite der Querschnitt Linie A-A', die Gesteinsschichten Tauchen im Westen; im Gegensatz dazu Tauchen auf der Westseite der Schichten im Osten. Es kann abgeleitet werden, dass diese Schichten im Untergrund zu einer schalenförmigen Falte-Struktur, bekannt als Syncline gerecht zu werden. Letztlich alle Falten (ob Down-Ketten, z. B. karbonischen oder Up-Ketten, wie z. B. Antiklinalen) sind ein Produkt der Kompression-Stil Verformung. Wenn Felsen zusammengedrückt wurde, zeigen sie plastische Verformung Funktionen (Faltung), vor allem wenn relativ schnell Verformung aufgetreten ist mit hohen begrenzend Druck und erhöhten Temperaturen im oberen Erdkruste. Im Gegensatz dazu sind schnelle Anwendung von Stress, niedrige Beschränkung Druck und niedrigen Temperaturen eher spröde Deformation, bekannt als fehlgeschlagenes produzieren.
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Applications and Summary
Querschnitte können analysieren und bewerten die Untergrund Ausrichtung der Gesteinseinheiten. Geologen verwenden die relative dating Regeln des bereichsübergreifenden und Überlagerung auf um den Zeitpunkt der Ablagerung und Verformung zu bestimmen. Zum Beispiel, wenn eine Schicht über der anderen sitzt, kann man ableiten, dass die oberste Schicht wahrscheinlich jünger als die darunterliegende ist. Außerdem, wenn eine Störung einer bestimmten Rock-Einheit quer dann die Schuld am wahrscheinlichsten ist jünger als die Rock-Einheit versetzt es.
Einige spezifische Anwendungen umfassen die Bestimmung der Erdgeschichte, Grundwasser-Flow-Analyse, mineralische Ablagerungen und Öl und Gas-Reservoirs. Relative Date Techniken erlauben eine Beurteilung aus einer Folge von geologischen Ereignisse, einschließlich Ablagerung, eindringen und Verformung (Falten und Störungen). Geologen versuchen zu verstehen, die Erde in nicht nur den drei räumlichen Dimensionen, sondern auch im Rahmen einer zeitlichen Dimension-die Idee, die geologischen Veränderungen durch die Zeit zu rekonstruieren.
Querschnitte sind ein Schlüssel zur Bewertung der Flüssigkeitsströmung im Untergrund. Verständnis der Ausrichtung der Fluss steigernde Schichten (Aquifere) gegen die Strömung zu verhindern Schichten (Aquicludes) ist der Schlüssel zur Bewertung der Bewegung des Grundwassers. Dies bietet auch eine Anwendung zur Ermittlung, wo Brunnen gebohrt werden am besten sind. Es ermöglicht eine Analyse der wässrigen Schadstoff Bewegung und mögliche Konfliktlösungsstrategien. Im Allgemeinen werden die Gesteinsarten, die erhebliche Porenraum (z. B. Sandstein oder sehr gebrochenen magmatischen/metamorphen Gesteinen) enthalten Grundwasserleiter. Im Gegensatz dazu werden Gesteinsarten, die begrenzte Pore Raum (oder enthalten Poren, die Interkonnektivität fehlt) eher Aquicludes.
Die meisten wirtschaftlichen mineralische Ablagerungen (z.B.Au, Ag, Cu, Mo, usw.) sind magmatischen Gesteine zugeordnet. Wenn magmatischen Gesteine auf der Oberfläche Felsvorsprung, und ihre Oberfläche Kontakte beurteilt werden können, kann dann man bestimmen, wo möglich Erze im Untergrund gefunden werden kann. Die meisten Öl- und Gas-Lagerstätten sind Sedimentgesteine, zugeordnet, denn das sind die Gesteinsarten, die Kohlenwasserstoff-Quellen (verfallene Organics, terrestrische und marine) enthalten. Querschnittanalyse ist absolut entscheidend für die Festlegung, wo Falten oder Fehler fallen wahrscheinlich vorhanden sind, und wenn sie Erdölressourcen enthalten. Up-Ketten (Antiklinalen) sind beispielsweise eine klassische Lage für Öl und Gas bohren. Und zwar deshalb, weil mobile Kohlenwasserstoffe sind in der Regel nach oben, in durchlässigen Schichten fließen, bis sie die Spitze (oder Achse) eine Antiklinale erreichen. Wenn die durchlässige Schicht durch eine undurchlässige Schicht begrenzt ist, ein Kohlenwasserstoff-Reservoir sammelt und bündelt an der Spitze der Falte.
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