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