INTERPRETACJA MAP I PRZEKROJÓW GEOLOGICZNYCH Marcin Barski W tej części wykładu zajmiemy się budową geologiczna-czyli przestrzennym rozmieszczeniem ciał skalnych w skorupie ziemskiej. Zale\y ona od pierwotnych procesów tworzenia się skał oraz ich pózniejszych zaburzeń strukturalnych nazywanych ogólnie tektonicznymi. Poniewa\ podstawowa jednostka, która będziemy operować w naszych rozwa\aniach będzie warstwa to rozpoczniemy od jej zdefiniowania. Definicja warstwy odnosi się właściwie do skał osadowych i rozumiana jest jako nagromadzenie osadu, ciało skalne o charakterystycznych cechach wewnętrznych i takiej formie przestrzennej gdzie dwa wymiary są wielokrotnie większe od trzeciego. Jeśli jest to warstwa pozioma to wymiary poziome są wielokrotnie większe od grubości (mią\szości) warstwy. Z warstwą będzie nam się kojarzyć kilka nieodłącznych pojęć: spąg strop linia biegu bieg linia upadu upad rzeczywisty mią\szość rzeczywista Mr pozorna Mp które najlepiej będzie zrozumieć studiując obrazek. A tak to wygląda w naturze Najwa\niejsze z nich to bieg, upad oraz mią\szość. Znając te, rzeczywiste wartości geolodzy na całym świecie będą wiedzieli jaką warstwę opisujemy. Aby jednak ją opisać trzeba ja najpierw pomierzyć. Do pomiaru mią\szości w terenie korzystamy z taśm mierniczych, natomiast parametry biegu i upadu odczytujemy z kompasu geologicznego. Zapis odczytu biegu i upadu wygląda w sposób następujący: wartość kątowa biegu (w przedziale 0-180 stopni)/ wartość kątowa upadu (w przedziale 0-90 stopni)/ z zaznaczeniem kierunku zapadania. Kierunek zapadania z reguły określamy na N lub S, chyba, \e parametry biegu zbli\one są do południkowych wtedy korzystamy z kierunków W i E. 125/30 N to będzie warstwa, której linia biegu będzie miała azymut 125 stopni i będzie zapadała pod kątem 30 stopni na północ. Postarajcie się wyobrazić taką warstwę w skorupie ziemskiej. Na mapach geologicznych korzystamy z symbolu, opisującego bieg i upad warstwy. Taki symbol dla warstwy 125/30 N wygląda : Przed przejściem na kolejną stronę naszkicuj na kartce znaczki biegu i upadu dla następujących parametrów: 80/40S 20/50N 20/50S 160/40S 5/30E 90/20N A teraz sprawdz. Teraz przejdziemy do zasadniczej części naszego wykładu- do interpretacji map i przekrojów geologicznych. Mapa geologiczna to zmniejszony i uproszczony obraz faktów geologicznych przedstawiony na poziomej płaszczyznie przez pionowe rzutowanie. Jeśli mapa nie uwzględnia morfologii terenu jest mapą planisekcyjną, jeśli ją uwzględnia jest mapą intersekcyjną. My zajmiemy się mapami planisekcyjnymi albowiem morfologia terenu jest często zaniedbywana w interpretacjach geologicznych, szczególnie gdy konstruujemy mapy wgłębne, czyli te po usunięciu jakiejś części powierzchni skorupy ziemskiej. Przekrój geologiczny jest to obraz budowy geologicznej jakiegoś obszaru wzdłu\ pewnej płaszczyzny pionowej. Śladem tej płaszczyzny na mapie geologicznej jest oczywiście linia prosta. Wszystkie mapy i przekroje wykorzystane w tym wykładzie są skonstruowane w podobny sposób, tak \e następuje ich stopniowe komplikowanie. Na mapach, w postaci wie\y wiertniczej, zaznaczono punkt przecięcia linii przekrojów. W tym punkcie krzy\ują się nasze przekroje. Jest to bardzo wa\ne miejsce z dwóch powodów: -mią\szości warstw w tym miejscu na obydwu przekrojach muszą być takie same -przy warstwach nachylonych mią\szość tym punkcie w jednym przekroju determinuje upad warstw w drugim przekroju Mapa i przekrój warstw le\ących płasko Kiedy warstwy le\ą płasko budowa geologiczna jest prosta, a przekroje we wszystkich płaszczyznach pionowych takie same. Wa\na będzie tylko długość przekroju, odpowiadająca linii przekroju na mapie. Dane o mią\szości warstw mo\emy otrzymać z analizy wierceń lub badań geofizycznych. Pamiętając o zasadzie superpozycji wiemy, ze warstwy le\ące na dole są najstarsze. Warstwy pochylone w jedną stronę, pod niewielkim kątem-MONOKLINA Przy warstwach pochylonych w jedną stronę na mapie (w rzeczywistości na powierzchni) pojawiają się wychodnie warstw. Szerokość wychodni jak widać jest mią\szością pozorną warstwy. W przekroju prostopadłym do linii biegu upady warstw są rzeczywiste. W przekroju równoległym do linii biegu warstwy le\ą płasko. Zwróćcie uwagę na miejsce przecinania się przekrojów. Mią\szości warstw w tym miejscu na obydwu przekrojach są takie same a mią\szość na prawym przekroju determinuje upad warstw w dolnym przekroju. Gdybyśmy, przy stałej mią\szości rzeczywistej, zało\yli inne upady w dolnym przekroju wpłynęłoby to na szerokość wychodni i mią\szości w drugim przekroju. ANTYKLINA Antyklina jest jedną z dwóch form fałdu zbudowaną ze starszych warstw w jądrze (wewnętrznej części) i młodszych w skrzydłach. Formą przeciwną jest synklina. W jądrze synkliny znajdują się warstwy najmłodsze Oprócz jądra i skrzydeł fałdu potrzebne nam będzie wprowadzenie pojęcia oś fałdu. Oś fałdu jest prostą biegnącą wzdłu\ przegubu fałdu. Oś fałdu nie zawsze jest prostą poziomą, w w przyrodzie często wygina się ku górze i ku dołowi tworząc elewacje i depresje. ANTYKLINA-cd. Tak wygląda antyklina na mapie i przekrojach. Na prawym przekroju widać, \e jeśli oś antykliny jest pozioma, to warstwy le\ą poziomo. Tylko w przekroju prostopadłym do osi widzimy rzeczywiste upady w skrzydłach antykliny. ANTYKLINA + SYNKLINA-MAMY CAAY FAAD! Poszukajcie osi antykliny i synkliny. Czy faktycznie w jądrze antykliny znajdują się starsze skały ni\ w jej skrzydłach? W jądrze synkliny na pewno są najmłodsze (niebieskie) warstwy. FAAD kiedy oś się zanurza. Je\eli oś fałdu zaczyna na się zanurzać zmienia to mocno obraz na mapie geologicznej. Prostolinijne do tej pory granice wychodni zaczynaj się zamykać. Popatrzmy na przykład z synkliną. Kiedy jej oś jest pozioma wychodnie na mapie mają pasmowy przebieg. Kiedy wychylimy jej oś efektem przecięcia naszej synkliny z płaszczyzną poziomą mapy są zamykające się granice wychodni. Obok widzimy antyklinę o zanurzającej się osi na N. Je\eli wyobrazimy sobie jej ślad przecięcia z płaszczyzną mapy to efekt będzie podobny. Jednak w synklinie kierunek zapadania osi na mapie wskazany jest przez otwieranie się wychodni, a w antyklinie przeciwnie. FAAD kiedy oś się zanurza. Tutaj jest nasz fałd. Czy wyrazne jest teraz, \e zarówno oś antykliny jak i synkliny zapadają w Twoim kierunku? To zapadanie jest jasne kiedy wykonamy przekrój CD. Ostatnia komplikacja-NIEZGODNOŚCI Je\eli na naszej mapie pojawią się wychodnie warstw, które nie układają się współkształtnie to mo\emy podejrzewać, \e mamy do czynienia z niezgodnością kątową. Na przykładzie widać, \e na fałdzie, który omawialiśmy przy okazji zanurzania osi, le\y niezgodnie granatowa warstwa. Na mapie ta niezgodność przejawia się brakiem równoległości wychodni warstw wchodzących w skład fałdu w właśnie z granatową warstwą. Na przekrojach mo\na zauwa\yć, \e warstwa granatowa jest pozioma a skrzydła fałdu wykazują upady rzędu 45 stopni. Ta ró\nica to właśnie niezgodność kątowa. Niezgodność kątowa z reguły powstaje wtedy gdy zespoły warstw deformowane są w ró\nych epizodach ruchów tektonicznych. Na przykład skały sfałdowane w czasie orogenezy alpejskiej będą niezgodnie le\ały na skałach sfałdowanych w orogenezie waryscyjskiej. A tak to wygląda powierzchnia niezgodności kątowej w naturze Wykonujemy przekrój geologiczny Wykonanie przekroju geologicznego wzdłu\ zadanej linii rozpoczynamy od sczytania punktów przecięcia się linii przekroju z granicami wychodni warstw. Następnie zrzutowujemy pionowo te punkty na przekrój. Korzystając z zasady superpozycji oraz pomierzonych znaczków biegu i upadu wykreślamy pod danym kątem powierzchnie stropowe i spągowe odpowiednich warstw. A teraz kolej na Was. Chciałbym abyście wykonali przekrój AB przez strukturę geologiczna widoczną na mapce. Po wykonaniu przekroju proszę go przesłać na mój adres marbar@uw.edu.pl ,a ja go sprawdzę oraz przeprowadzimy dyskusje na odpowiednim forum. Proszę nadsyłać pliki w formatach graficznych ( jpg,tif,ai,cdr,itd..)o nazwie : zadanie_nazwisko.jpg na przykład: zadanie_barski.jpg Zastanówcie się, czy mo\na wyinterpretować przebieg granicy sylur/dewon pod osadami jury i kredy?