Ewa Szewczyk, Materiały pomocnicze do ćwiczeń projektowych z Kartografii geologicznej
Projekt 3a. Mapa geologiczna monokliny
Pojęcia podstawowe
• Mapa geologiczna (obraz intersekcyjny) - obraz budowy geologicznej widoczny na
powierzchni terenu, gdzie wychodnie wydzieleń ograniczone są liniami granic
geologicznych (linie intersekcyjne).
• Linia intersekcyjna powierzchni geologicznej powstaje jako ślad przecięcia się
powierzchni geologicznej z powierzchnią morfologiczną. Jest to więc linia wzdłuż której
powierzchnia biegnąca pod powierzchnią terenu „wychodzi” na tę powierzchnię.
• Bardzo często gdy mapa obrazuje teren o bardzo słabo zróżnicowanej morfologii można
przyjąć, że jest to obszar morfologicznie płaski. Podobny efekt otrzymamy, gdy mapa
przedstawia teren wprawdzie zróżnicowany pod względem jego urzeźbienia lecz
przedstawiony w bardzo małej skali. Dwa powyższe przypadki, pozwalają rozpatrywać
budowę geologiczną tych terenów jako płaskich i przedstawiać obrazy intersekcyjne
budujących je utworów w planisekcji, czyli w przecięciu powierzchni geologicznych z
poziomą powierzchnią terenu. Takie obrazy otrzymamy także:
- podczas wykonywania map specjalnych przedstawiających budowę geologiczną na
dowolnie wybranej poziomej płaszczyźnie np na poziomie morza lub na wybranym
poziomie kopalnianym,
- na mapach wgłębnych, przedstawiających budowę geologiczną określonej
paleopowierzchni np budowę terenu przedtrzeciorzędowej powierzchni zrównania;
takie powierzchnie bardzo często były silnie speneplenizowane, planisekcyjne.
• Jako teren płaski, poziomy przyjmuje się więc taki teren, w którym dla przedstawienia
intersekcji powierzchni geologicznych pomijany jest wpływ rzeźby terenu na przebieg
linii intersekcyjnej.
• W terenie urzeźbionym morfologia wpływa na kształt i przebieg linii intersekcyjnej.
Mapy geologiczne (obrazy intersekcyjne) w terenie płaskim, poziomym
Układ warstw leżących poziomo (płyta).
• Warstwa – płasko-równoległa forma ośrodka skalnego, ograniczona od góry i od dołu
powierzchniami określanymi jako strop i spąg warstwy.
• Spąg warstwy – dolna powierzchnia sedymentacyjna ograniczająca warstwę.
• Strop warstwy - górna powierzchnia sedymentacyjna ograniczająca warstwę
• Miąższość warstwy – najkrótsza odległość między stropem i spągiem warstwy,
mierzona prostopadle do spągu i stropu
• Położenie powierzchni geologicznych nigdy nie jest „płaszczyznowe”. W rzeczywistości
do płaszczyzn zbliżone jest jedynie zaleganie warstw na mapach małej skali, gdzie
zmienność niwelowana jest przez stosowaną podziałkę, a obserwacje dotyczą dużej
powierzchni terenu. W dalszych rozważaniach dla omówienia zasad konstrukcyjnych
powierzchni geologicznej przypisujemy płaszczyznę.
• Mapa (Rys.13 ) przedstawiają obszar o budowie płytowej zbudowany z zespołu warstw
piaskowców, iłowców, dolomitów, wapieni i margli triasowych, leżących poziomo i nie
wykazujących zmian facjalnych.
• W terenie płaskim poziomym granice wydzieleń (warstw) leżących poziomo nie
„dochodzą” do powierzchni terenu. Na mapie odsłaniają się jedynie utwory najmłodsze.
• W prezentowanym przypadku (Rys.13) na powierzchni odsłaniają się jedynie margle
triasowe.
• Miąższości warstw leżących poziomo można wyznaczyć wyłącznie przy pomocy
wierceń, wkopów, szurfów, sondowań geofizycznych itp
• Obszar przedstawiony na Rys.14 budują wprawdzie utwory leżące poziomo ale w
najmłodszym wydzieleniu występuje zmiana facji. Piaskowce triasowe przechodzą w
równowiekowe iłowce. Na mapie symbol zalegania warstw podkreśla ich płytowe
ułożenie, a linia rozdzielająca wychodnie piaskowców i iłowców jest linią intersekcyjną
granicy facji. Granica zmian facjalnych nie ma tu położenia poziomego lecz jest
nierówną powierzchnią nachyloną o zmiennym przebiegu.
Układ warstw nachylonych (monoklinalnie, izoklinalnie)
• Linie intersekcyjne powierzchni nachylonych mają przebieg prostoliniowy.
„Dochodzące” do powierzchni terenu powierzchnie geologiczne przecinają się z nią
wzdłuż linii zbliżonych do ich biegów. Na mapie (Rys.15) przedstawiono monoklinę o
elementach zalegania 46/8/SE.
• Jeżeli na mapie linia intersekcyjna zmienia przebieg może to oznaczać wyłącznie zmianę
rozciągłości granicy. Jeżeli warstwy nachylone leżą normalnie (nie są odwrócone) to na
mapie, w kierunku nachylenia warstw, odsłaniają się coraz młodsze wydzielenia. Obraz
intersekcyjny pozwala więc określić rozciągłość i kierunek zapadania nie wystarczy
jednak do „odczytania” ich kąta upadu. Zaznaczenie symbolu zalegania jest więc
nieodzowne.
• Jak widać wychodnie piaskowców, iłowców, dolomitów, wapieni i margli mają różne
szerokości, czyli różne miąższości pozorne. Wyznaczenie miąższości rzeczywistych jest
prostą funkcją kąta upadu warstw.(Rys.16).
Jak widać m = m x sin α , gdzie:
r
p
m - miąższość rzeczywista
r
m - miąższość pozorna (szerokość wychodni)
p
α - rzeczywisty kąt upady
Miąższość pozorna jest najmniejszą odległością między linią stropu i linią spągu
wydzielenia. Jeżeli wydzielenie ma zmienną miąższość wyznacza się odległość
uśrednioną.
• Miąższości warstw można także wykreślić w oparciu o wychodnie, tak jak przedstawiono
na rysunku (Rys.16), mierząc z wykonanego przekroju miąższość rzeczywistą i
przeliczając ją w skali mapy.
Układ warstw leżących pionowo.
• W terenie płaskim poziomym linie intersekcyjne powierzchni ograniczających warstwy
leżące pionowo są liniami prostymi, biegnącymi zgodnie z rozciągłością tych
powierzchni (Rys.17).
• Jeżeli na mapie linia intersekcyjna zmienia przebieg może to oznaczać wyłącznie zmianę
jej rozciągłości. Ilustruje to mapa (Rys.18), gdzie warstwy dolomitów, iłowców i
piaskowców mają stałe miąższości, a linie intersekcyjne ich powierzchni granicznych są
do siebie równoległe. Natomiast wapienie i margle „zazębiają się” facjalnie co powoduje,
że linia intersekcyjna granicy zmiany facji ma przebieg nierówny i skośny w stosunku do
pozostałych. Przebieg jest jednak zgodny ze zmianami rozciągłości. Jak widać na mapie
zaznaczono dodatkowe symbole zalegania, dla granicy zmiany facji.
• Miąższości warstw (Rys.19) można odczytać bezpośrednio z mapy mierząc najmniejszą
odległość między linią stropu i linią spągu wydzielenia i przeliczając odmierzoną wartość
w skali mapy. Jeżeli wydzielenie ma zmienną miąższość wyznaczamy odległość
uśrednioną
Zależność miąższości pozornej od kąta upadu warstwy
• Na rysunku (Rys.20) przedstawiono na przekroju jak zmienia się szerokość wychodni
(miąższość pozorna) warstwy o stałej miąższości zapadającej zapadającej w poziomym i
płaskim terenie pod różnym kątem. Na rysunku widać, że:
- im mniejszy jest kąt upadu tym większa jest szerokość wychodni warstwy
- przy upadzie 0˚ powierzchnię terenu pokrywa wychodnia jednego wydzielenia
- najmniejszą szerokość wychodni, równą miąższości rzeczywistej, osiągają warstwy
zalegające pionowo (sin 90 = 1 więc m = m ).
r
p