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지질 횡단면 만들기

Overview

출처: 앨런 레스터 연구소 - 콜로라도 볼더 대학교

지질지도는18세기 중반에서 후반유럽에서 처음 만들어졌으며 활용되었습니다. 그 이후로, 그들은 지구 표면, 지하, 그리고 시간을 통해 수정에 바위 분포를 이해하기 위해 노력하는 전 세계 지질 학적 조사의 중요한 부분이었다. 현대 지질지도는 2차원 계획 보기에서 바위와 바위 구조물을 데이터로 풍부한 표현입니다. 대부분의 지질지도의 기본은 지형맵으로, 특정 암석 단위를 나타내기 위해 어떤 색상 변형이 배치되었는지에 대한 것입니다. 바위 단위 사이의 경계를 접점이라고 합니다. 접촉선 외에도 지질지도에는 암석 유닛의 딥 앤 스트라이크, anticlines 및 동기화선 및 결함 표면의 흔적과 같은 주요 기능을 나타내는 기호가 포함되어 있습니다.

2차원 맵 뷰가 유용하지만 지질학자의 주요 작업 중 하나는 지하에서 바위의 유형과 방향을 추론하는 것입니다. 이것은 지질 학적 규칙, 추론 및 표면에서 아래쪽으로 투영을 사용하여 수행됩니다. 그 결과 협곡 벽이나 도로가 보이는 것처럼 본질적으로 컷어웨이 이미지를 제공하는 지질학적 단면이 생성됩니다.

지구로 이 가상의 슬라이스는 3차원(깊이)을 제공하는 지질학적 응용 분야의 핵심입니다. 단면은 시간이 지남에 따라 암석 형성의 시간적 모델을 평가하는 데 사용됩니다. 즉, 바위와 구조물이 먼저, 마지막으로, 그리고 그 사이에 온 단계별 시퀀스를 재현하는 것이 목표입니다. 또한 바위가 압축, 확장 또는 기타 스트레스를 받았는지 여부에 관계없이 특정 변형 모드를 결정하는 데에도 사용됩니다.

지질 학적 단면은 지하수 이동 의 영역을 식별하고, 경제 광물 퇴적물에 대한 잠재적 인 사이트를 평가하고, 석유 및 가스 저수지를 찾는 데 도움이됩니다.

Principles

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접기는 일반적으로 저균속도, 높은 수축 압력 및 높은 온도의 결과로 형성되는 플라스틱 변형의 증거입니다. 대조적으로, 결함은 취성 변형을 나타냅니다 - 그들은 일반적으로 높은 변형 속도, 낮은 제한 압력 및 전반적인 낮은 온도에서 발생합니다.

상향 뒤틀리는지층(즉, 거꾸로 된 그릇에 유사)을 생성하는 접이식 변형은 장난기 또는 항형으로 지칭됩니다. 그리고 다운 뒤틀린 지층을 포함하는 그 주름은 동기화 또는 신디사이저입니다. 대부분의 경우 접이식을 받은 영역은 카펫의 주름과 같은 여러 세트의 싱크라인과 장난을 표시합니다.

접기 유형(동기화선 과 anticlines) 모두에서 지층은 접이식 축이라고 불리는 방향에서 또는 멀리 떨어진 방향으로 기울입니다. 예를 들어, anticline을 사용하면 지층이 리지 라인에서 멀리 떨어지는 지붕에 있는 대상포진과 마찬가지로 접이식 축에서 아래로 떨어지고 멀리 떨어지십시오. 접이식 축의 나침반 방향은 접기의 "스트라이크" 방향이라고 합니다.

지질맵을 구성하는 첫 번째 단계는 지형맵을 한 다음 다른 암석 유형을 포함하는 영역을 색으로 지정하는 것입니다. 각 암석 유닛 사이에는 식별 가능한 단위 사이의 "접촉"이라고 하는 선이 있습니다. 각 암석 유형 내에서 (때로는 접촉 자체에) 바위 지층의 표면 노두 방향을 표시하는 딥 / 스트라이크 기호가 제공됩니다. (참고: 스트라이크 및 딥은 브런턴 나침반 사용과 관련된 이전 동영상에 정의됩니다. 간단히 말해서, 딥은 단순히 바위 층이 수평 평면으로 만드는 각도이며, 타격은 수평 평면과 바위 단위의 교차점을 나타내는 라인의 결과 azimuth 나침반 방향이다.) 이러한 딥과 스트라이크의 외삽은 지질학적 단면의 사용을 통해 지하면으로 의한 것으로, 존재하는 접이식 구조의 유형을 추론하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어 중앙 축에서 멀리 떨어지는 침대는 장난을 나타내는 반면 중앙 축쪽으로 딥되는 침대는 동기화선을 나타냅니다. 구조가 확인되면 맵은 존재하는 특정 접이식 유형과 접이식 축의 스트라이크를 나타내는 기호로 표시됩니다.

지질학자들은 계획보기 지질지도를 보는 것만으로도 이러한 구조를 추론할 수 있지만, 단면 보기는 접이식 및 결함 구조를 평가하고 정밀하게 찾을 수 있는 능력을 크게 향상시키는 3D 시각적 관점을 제공합니다.

지질 학적 단면의 주요 용도 중 하나는 표면 피쳐를 제거하는 침식의 결과로 다소 비밀스러운 접기 및 오류를 재구성하는 것입니다. anticline은 언덕 (지구 물질의 위계)일 필요가 없으며 싱크라인은 계곡 (지구 물질의 하향 뒤틀기)으로 나타낼 필요가 없습니다. 지구의 표면 지형이 항상 특정 종류의 접거나 깊이에 있는 고장 구조를 의미하지는 않습니다.

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Procedure

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  1. 단면 프로파일(예: A-A')을 정의하는 두 점을 식별합니다. 이 점은 그들 사이의 선이 개입 된 바위 단위의 스트라이크 방향에 거의 수직이 있도록 선택됩니다.
  2. 지형 프로파일은 두 점 인 A-A 사이에 그려집니다. 지형 프로파일을 생성하는 방법에 대한 지침은 다른 비디오에 제공됩니다.
  3. 종이 스트립을 가지고 라인을 따라 정렬하여 다른 바위 단위 사이의 접점으로 조심스럽게 표시합니다.
  4. 접근을 지형 프로파일로 전송합니다.
  5. 각 접촉에서 인접한 레이어의 딥을 사용하여 이 경계를 하위 면으로 투영합니다. 지형 프로파일에 수직 과제가 없는 한 맵의 딥을 직접 사용할 수 있습니다. 예를 들어 석회암/사암 경계(접촉)에서 딥이 20°인 경우 해당 접촉은 20°의 각도로 지하면으로 확장되는 것으로 그려질 수 있습니다.
  6. 이 투영과 지역 지질학에 대한 지식을 활용하여 지하의 주름이나 결함을 추론합니다. 예를 들어 중앙 축에서 멀리 떨어지는 바위 층(예: 피크 지붕의 대상 포진과 같이)은 anticline 또는 항형태의 존재를 나타낼 수 있습니다. 또한 중앙 축을 따라 있는 암석 층이 축에서 연속적으로 더 멀리 있는 층보다 더 오래된 경우, 이는 항클린 구조의 추가 확인이다.
  7. 점선을 사용하여 바위 층을 위의 지상 영역으로 확장합니다. 이것은 침식되기 전에 바위의 유추 된 존재를 보여줍니다.
    원칙 섹션에서 설명한 바와 같이, 표면 위의 점선은 한 때 존재했지만 침식에 의해 제거된 지질 구조의 표현입니다.

지질학적 단면은 시간이 지남에 따라 암석 형성의 시간적 모델을 평가할 수 있습니다.

지질지도를 사용하여 바위 의 지층을 예측하고 침식되기 전에 지면 위의 바위 모양을 추정하는 단면을 생성할 수 있습니다.

그 결과 단면은 협곡 벽이나 도로 컷에서 볼 수 있는 것과 매우 흡사한 이미지입니다. 지질학자들은 계획보기 지질지도에서 이러한 기능을 추론할 수 있지만, 단면의 추가는 주름과 결함을 평가하는 능력을 크게 향상시킬 수 있는 제3차원의 정보를 제공합니다.

이 비디오는 지질 학적 단면을 만드는 과정을 설명하고이 지질 학적 도구의 광범위한 용도 중 일부를 강조 합니다.

지질지도를 만드는 첫 번째 단계는 지형맵을 가지고 다른 암석 유형을 포함하는 영역을 이 색상 코드에 하는 것입니다. 현장에서 지질학자들은 미테라피와 텍스처 특징을 관찰하며, 이는 뚜렷한 암석 유형과 암석 유닛을 식별하는 데 사용됩니다. 각 록 단위 섹션 사이의 선은 접선입니다. 각 암석 유형 내에서, 스트라이크 및 딥 데이터가 추가되어 바위 지층의 표면 노두 방향을 설명합니다.

이러한 스트라이크 및 딥 데이터는 위배 된 지층을 생성하는 접이식 변형을 나타내며, 이는 anticlines라고 하는 거꾸로 된 그릇과 유사합니다. 다운 워핑 지층을 포함하는 접는 것은 동기화선입니다. 대조적으로, 결함은 부서지기 쉬운 변형의 결과이며, 이는 바위가 파열의 뚜렷한 표면을 따라 구부러지는 대신 에이슬이 끊어지는 결과입니다. 이 표면은 "고장 평면"입니다.

함께 촬영, 바위 유형, 위치 및 방향, 지질 단면을 만드는 데 사용됩니다. 첫 번째 단계는 대상 영역의 표고 및 윤곽을 보여주는 지형 프로파일을 만드는 것입니다. 그런 다음 지질 데이터가 이 프로파일에 추가됩니다. 이 단면은 이제 지하 구조를 추론하는 데 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 중앙 축에서 멀리 떨어지는 침대는 장난을 나타내는 반면, 쪽으로 딥 침대는 동기화선을 나타냅니다.

또한, 지질학적 단면은 표면 피쳐에 침식의 영향으로 인해 비밀스러울 수 있는 접기 와 결함을 재구성하는 데 사용됩니다. 이는 기존 서피스 및 지표면 데이터를 기존 평면 위로 추정하여 달성됩니다.

이제 지질 학적 단면의 건설 뒤에 있는 원리에 익숙해지면 예제 맵에서 이 작업을 수행하는 방법을 살펴보겠습니다.

지질학적 단면을 구성하려면 먼저 대상 측량 영역의 지질지도를 받아보세요. 먼저 관심 의 단면 프로파일을 정의하는 두 개의 점을 선택합니다. 이러한 점을 A 및 A'로 레이블을 지정합니다. 이들 사이의 선이 개입된 암석 유닛의 타격 방향에 대략 수직이 되도록 선택해야 한다. 이러한 점을 연결하고 선을 교차하는 윤곽선을 기반으로 수직 과장 없이 지형 프로파일을 만듭니다. 그런 다음 종이 스트립을 가지고 A-A 의 라인을 따라 정렬하고 다른 바위 단위 사이의 접점을 조심스럽게 표시합니다.

각 접촉에서 인접한 레이어의 딥 정보는 경계를 하위 면으로 투영하는 데 사용됩니다. 하위 표면에 투영할 때 는 접을 가로 질러 평균 딥을 사용합니다. 이렇게 하면 프로젝션에서 일정한 침대 두께를 유지합니다.

도용기를 사용하여 원래 지도에 따라 딥 각도를 측정하고 표면 아래 직선으로 암석 층을 확장합니다. 각 접점에서 이 정보를 투영하면 표면 아래의 바위 지층의 대략적인 단면 뷰가 표시됩니다. 다음으로, 바위 지층의 동일한 유형의 주름을 나타낼 수있는 바위 투영의 패턴을 찾습니다. 이러한 예측 된 지층 선이 만나는 것처럼 보이면 동일한 기판의 접기를 나타내며 표면에 주어진 딥 크기에 따라 부드러운 투영에 결합해야합니다.

마지막으로 바위 층을 위의 지상 영역으로 확장합니다. 이것은 침식되기 전에 바위와 지질 구조의 유추된 존재를 보여줍니다.

이 데모에 사용되는 지도는 콜로라도 주 메이슨빌의 일부, 7.5분 쿼드랭글, USGS 지질학적 지도를 보여줍니다. 바위 층과 접점을 지질 학적 프로파일로 전송하고, 표면과 표면으로 투영했다. 단위 중 하나의 경우, 다코타 그룹, KD를 표시하고 녹색으로 강조, 우리는 층이 장난으로 불리는 것의 한쪽에 찍어 볼 수 있습니다, 동쪽으로, 그리고 반대편에 서쪽. 전반적으로, 투영은 anticline-syncline 조합을 제안하고, anticline의 문장은 다른 대시 라인에 의해 서쪽에 표시된 싱크라인의 트로프 (발음 "trof")와 함께, 대시 라인으로 원래지도 자체에 기록된다. 이 조합은 바위 지층의 과거 압축 응력에 의해 생성 된 암석 형성의 고개를 숙인 세트와 활 업 형성을 초래한다. 이 anticline-syncline 패턴을 따르는 다코타 그룹은 채굴에 관심이 있을 수 있는 물이나 기름을 포함하는 사암을 나타내기 때문에 중요성의 단위입니다.

지질 학적 단면은 지질 학적 조사의 다양 한 유형에 대 한 유용한 도구. 이러한 응용 프로그램 중 일부는 여기에서 탐색됩니다.

시간이 지남에 따라 증착, 침입, 변형 또는 침식의 시퀀스를 분석하면 암석의 공간 차원뿐만 아니라 측두측 치수를 알릴 수 있습니다. 이 정보를 사용하여 부드러운 물질의 침식과 같은 지구 구조의 향후 변화를 시뮬레이션하고 예측하여 바위가 더 단단하게 노출될 수 있습니다.

가장 경제적으로 중요한 광물 예금; 금, 은, 구리 및 몰리브덴을 포함; 화사한 바위와 연관되어 있습니다. 이러한 바위가 지질 조사 중에 표면에서 발견되고 표면 접촉을 평가할 수 있는 경우, 지질 학적 단면을 사용하여 가능한 광석이 지하에서 발견 될 수있는 경우 추정 할 수 있습니다.

지질학적 단면은 지하에서 유체 흐름을 평가하는 열쇠입니다. 유동층 또는 대수층의 방향을 이해하면 지질학자들이 지하수의 움직임을 예측하고 우물 시추에 적합한 영역을 잠재적으로 결정할 수 있습니다. 일반적으로 사암과 같은 상당한 모공 공간을 포함하는 바위 유형은 대수층이 될 것이며, 슬레이트와 같은 밀도가 높은 구조와 작은 모공 공간을 가진 사람들은 aquiquides 역할을 할 것입니다. 결정적으로, 이 정보는 또한 수성 오염 물질 운동의 분석, 그리고 이러한 이벤트에서 가능한 완화 전략의 개발을 허용합니다.

당신은 단지 지질 단면에 JoVE의 소개를 보았다. 이제 지질지도에서 지질 프로파일을 만드는 방법과 이러한 지질 학적 단면의 사용 및 응용 프로그램을 이해해야 합니다.

시청해 주셔서 감사합니다!

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Results

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이 데모에서는 콜로라도 주 카터 레이크의 일부가 USGS 7.5분 쿼드랭글 맵을 사용했습니다. 이 표기표는 경도 7.5분과 위도 7.5분이 맵의 E-W 및 N-S 경계를 정의한다는 것을 의미합니다. 단면선 A-A'의 동쪽에 있는 바위 층은 서쪽으로 담급다. 대조적으로, 서쪽에, 층은 동쪽으로 딥. 이러한 레이어가 지하에서 만나 싱크라인이라고 하는 그릇 모양의 접이식 구조를 형성한다고 유추할 수 있습니다. 궁극적으로 모든 접기(동기화선과 같은 다운 워프 또는 anticlines와 같은 업 워프 등)는 압축 스타일 변형의 산물입니다. 바위가 압착되었을 때, 특히 변형이 상대적으로 빠르게 발생했을 때, 높은 수축 압력과 지구의 상부 지각의 높은 온도와 함께 플라스틱 변형 특징 (접이식)을 보여줍니다. 대조적으로, 스트레스, 낮은 수축 압력 및 저온의 급속한 적용은 결함으로 알려진 부서지기 쉬운 변형을 생성할 가능성이 높습니다.

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Applications and Summary

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단면은 암석 단위의 지하 방향을 분석하고 평가하는 수단을 제공합니다. 지질학자들은 교차 절단 및 중첩의 상대적인 데이트 규칙을 사용하여 증착 및 변형의 타이밍을 결정합니다. 예를 들어 한 레이어가 다른 레이어 위에 있는 경우 맨 위 레이어가 아래 레이어보다 가장 젊다는 것을 유추할 수 있습니다. 또한 결함이 특정 암석 유닛을 가로질러 끊어지면 결함이 오프셋되는 바위 유닛보다 더 젊을 가능성이 큽습니다.

일부 특정 응용 분야에는 지질 학적 기록, 지하수 유량 분석, 광물 침전물 및 석유 및 가스 저장소의 결정이 포함됩니다. 상대적 데이트 기법은 증착, 침입 및 변형(접기 및 결함)을 포함한 일련의 지질학적 사건들을 평가할 수 있습니다. 지질학자들은 세 가지 공간 차원뿐만 아니라 시간적 차원의 맥락에서 지구를 이해하려고 노력합니다.

단면은 지하에서 유체 흐름을 평가하는 열쇠입니다. 흐름 강화 층(대수층)과 유동 방지 층(aquicludes)의 방향을 이해하는 것이 지하수의 움직임을 평가하는 열쇠입니다. 이것은 또한 우물을 드릴링하는 것이 가장 좋은 곳을 결정하기위한 응용 프로그램을 제공합니다. 그것은 수성 오염 물질 운동과 가능한 완화 전략의 분석을 허용합니다. 일반적으로 상당한 모공공간(예: 사암 또는 고골절된 화성/변형바위)을 포함하는 암석 유형은 대수층이 될 것이다. 대조적으로, 제한된 모공 공간 (또는 상호 연결이 부족한 모공)을 포함하는 바위 유형은 더 가능성이 aquiquiquides 될 것입니다.

대부분의 경제적 광물예금(예:오, Ag, Cu, Mo 등)은 발이 한 바위와 관련이 있습니다. 표면에 있는 공성 바위 노두와 표면 접점을 평가할 수 있다면, 지하지에서 가능한 광석을 찾을 수 있는 위치를 결정할 수 있습니다. 대부분의 석유 및 가스 저장소는 탄화수소 공급원(부패한 유기물, 지상파 및 해양 모두)을 포함하는 암석 유형이기 때문에 퇴적암과 관련이 있습니다. 여기서 단면 분석은 접이식 또는 결함 트랩이 존재할 가능성이 있는 위치와 석유 자원을 포함하는 경우를 결정하는 데 절대적으로 중요합니다. 예를 들어 업워프(anticlines)는 석유 및 가스 시추를 위한 고전적인 위치입니다. 이는 이동식 탄화수소가 항막의 피크(또는 축)에 도달할 때까지 투과성 층 내에서 위쪽으로 흐르는 경향이 있기 때문입니다. 투과성 층이 불투과성 층으로 덮여 있는 경우 탄화수소 저장소가 접이식 정점에 축적되고 웅덩이가 됩니다.

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