2.2: Laboratorio 2 - Secciones transversales y problemas de tres puntos

Perfiles topográficos y secciones transversales

Los perfiles topográficos muestran la forma de la superficie terrestre en una vista que simula un corte vertical a través del paisaje. Los perfiles topográficos pueden construirse señalando dónde los contornos topográficos cruzan la línea del perfil.

Figura 1. Mapa topográfico, mostrando técnica para dibujar un perfil topográfico a lo largo de la línea AB.

Quizás recuerdes la técnica para dibujar un perfil topográfico de tu curso introductorio de geología (Fig. 1). En un perfil o una sección transversal, la relación de la escala vertical a la escala horizontal, expresada como fracción, es la exageración vertical. Si las escalas vertical y horizontal son iguales se dice que la sección tiene una escala natural. A menos que haya una buena razón para usar la exageración vertical, generalmente es mejor en geología estructural dibujar secciones a escala natural.

Figura 2. Mapa geológico, mostrando técnica para agregar geología, utilizando contornos de estructura, para hacer una sección geológica.

Una sección transversal vertical que muestra el rastro de una superficie geológica se puede construir exactamente de la misma manera observando dónde los contornos de la estructura cruzan la línea de sección. Donde se ha utilizado una escala natural y la línea de sección es perpendicular al golpe, la sección transversal muestra la verdadera caída. En secciones oblicuas a golpear, la sección transversal muestra la caída aparente. Es posible demostrar que la inmersión aparente es siempre menor que la verdadera inmersión. La Figura 3 muestra la inmersión aparente y la inmersión verdadera en diferentes secciones transversales.

Figura 3. Diagrama de bloques que ilustra la diferencia entre la caída verdadera (t) y aparente (a) del plano punteado. Los planos etiquetados H y V son horizontales y verticales respectivamente, y los ángulos rectos están etiquetados de la manera habitual.

En una sección transversal a través de una sucesión que contiene una discordancia angular, no hay orientación posible de la sección transversal que muestre una verdadera caída tanto para las partes subyacentes como superpuestas de la sucesión, a menos que ambas tengan el mismo golpe. Las secciones transversales con exageración vertical no muestran ni caída verdadera ni aparente.

Problemas de tres puntos

Figura 4. Mapa y diagrama de bloques que ilustran la solución de problemas de tres puntos. A, B y C son tres puntos a diferente elevación en la superficie. Vista 3D a la izquierda, vista de mapa a la derecha.

Los contornos de la estructura se pueden dibujar para una superficie plana si conocemos su elevación en tres puntos. Esto se conoce como un 'problema de tres puntos'.

Se necesitan tres puntos de ubicación y elevación conocidos todos trazados en un mapa (Fig. 4). Uno de estos puntos debe ser el más alto — está etiquetado A en el diagrama. Uno es el más bajo, etiquetado C. El punto intermedio es B. Las elevaciones de los tres puntos se representan en lo siguiente por letras minúsculas a, b, c, de mayor a menor.

El primer paso para resolver el problema es conectar los puntos altos y bajos del mapa con una línea AC. En algún lugar de esta línea habrá un punto (llámalo B') con la misma elevación que B. La distancia de B' a lo largo de la línea AC es proporcional a las diferencias de altura.

En otras palabras: (Largo AB')/(Largo AC) = (a-b)/(a-c)

so (Largo AB') = (Largo AC) × (a-b)/(a-c)

Utilice esta relación para localizar B', y unir B y B' con una línea. Este es tu primer contorno de estructura.

Como estamos asumiendo que se trata de una superficie plana, también podemos dibujar dos contornos más en las elevaciones a y c

Es poco probable que a, b o c sea un 'número redondo' como 200 o 5000, comparable con los contornos topográficos del mapa. Hay varias formas de encontrar un contorno con un valor de número redondo (llámalo d). Probablemente lo más fácil es repetir el cálculo anterior, para ubicar un punto con elevación d que se encuentra en la línea AC:

(Largo AD) = (Largo AC) × (a-d)/(a-c)

Obsérvese que en el ejemplo, el punto D se encuentra más allá del final de la línea AC, pero este no es necesariamente el caso; se puede utilizar el mismo método para encontrar contornos que pasen entre A y C.

Asignación

1.* Examinar el mapa geológico del Gran Cañón. Incluso sin contornos de estructura, podemos hacer algunas inferencias sobre las orientaciones de diferentes unidades geológicas.

https://ngmdb.usgs.gov/Prodesc/proddesc_33640.htm

Enlace a una versión más grande del mapa

Observe los contornos topográficos y observe que su espaciado varía drásticamente. En algunos lugares están ampliamente espaciados, mientras que en otros están tan cerca entre sí que se fusionan. Las pendientes más empinadas se encuentran típicamente en unidades geológicas particulares de rocas resistentes a la erosión, conocidas como unidades “formadoras de acantilados”.

a) Utilizando la leyenda, identificar y nombrar una unidad Paleozoica formadora de acantilados que aflora en pendientes topográficas consistentemente empinadas.

Además de la información sobre la resistencia a la erosión, el patrón del mapa contiene información sobre la caída de las unidades. Basado en el patrón del mapa, ¿qué se puede decir sobre la caída de las siguientes unidades? (En cada caso, tu respuesta debe ser algo así como 'aproximadamente horizontal', 'aproximadamente vertical', 'sumergir gentil', etc.)

b) Las unidades arcaicas

c) Las unidades algonquinas

d) Las unidades paleozoicas

e) La falla del ángel brillante

Además, el mapa te da información sobre el tiempo geológico, tanto por el principio de superposición (rocas más jóvenes encima de las más antiguas) como por el principio de relaciones transversales (las estructuras más antiguas son cortadas por los más jóvenes). Una discordancia angular es un tipo de relación transversal donde una unidad más joven se encuentra en las superficies erosionadas de muchas unidades diferentes más antiguas.

f) Buscar inconformidades que sean visibles en el patrón del mapa e identificar dos. En cada caso, especifique qué unidad se encuentra inmediatamente por encima de la superficie de inconformidad. (Esta es la mejor manera de especificar la ubicación de una discordancia en una sucesión estratigráfica porque típicamente una sola unidad superior se encuentra en una variedad de unidades inferiores). Por cada inconformidad, digamos qué unidades de roca están sobrepasadas, y también mencionar cualquier evidencia de onlap en la superficie de inconformidad.

g) Hay al menos una inconformidad más en el mapa pero es una disconformidad, por lo que no existe una relación transversal. Utilizando la leyenda y tu conocimiento de la escala de tiempo geológica, identifica su ubicación en la estratigrafía.

2. El mapa 1 muestra el rastro de un contacto inconformable entre la pizarra y un conglomerado superpuesto. Conformablemente superpuesto al conglomerado hay arenisca y piedra caliza.

Laboratorio 2, Mapa 1: Unidades estratificadas que recubren pizarra con vetas

a. Dibuje contornos de estructura en la superficie de discordancia.

b. Determinar su orientación (golpe y caída).

c. Dibuje contornos de estructura en los contactos restantes. Puede notar que algunos contornos de estructura se comparten entre varias superficies. Dibuja los contornos de la estructura a lápiz y etiqueta cada superficie con un color diferente.

d. Dibuja dos perfiles topográficos verticales con cojinetes de 099 ^o y 000 ^o a través del punto P. Quizás recuerdes la técnica para dibujar un perfil topográfico de tu curso introductorio de geología. La escala del mapa es 1:7500. Tus perfiles topográficos deben ser dibujados a escala natural (sin exageración vertical).

e. Ahora agregue la inconformidad al perfil topográfico para hacer una sección transversal. Para ello, ¡usa las intersecciones de contornos de estructura con el perfil exactamente de la misma manera que utilizó las intersecciones de contornos topográficos en la pregunta anterior! (No intente usar la inmersión calculada para colocar el plano en la sección transversal; si la sección transversal está en un ángulo con respecto a la inmersión, mostrará una caída aparente, no una inmersión verdadera. Con mucho, la forma más fácil y precisa de colocar superficies en la sección es mediante el uso de los contornos de la estructura. Además, la técnica de contorno siempre funciona aunque se tenga que construir una sección exagerada verticalmente). Si no tiene suficientes contornos para constreñir la superficie en la sección transversal, interpolar contornos en elevaciones intermedias (325, 350, 375 m etc.).

f. Completar las secciones agregando las superficies restantes y sombreando las unidades con patrones apropiados.

*g. ¿Cuál de las pendientes de las huellas de la inconformidad en las secciones transversales anteriores equivale a la verdadera caída y cuál es una caída aparente?

*h. Se proporciona una copia del Mapa 1 en el laboratorio de la próxima semana. Ingresa tu respuesta de la parte b en el espacio provisto encima del mapa, ya que necesitarás usar estos números.

3. También en el Mapa 1 hay una línea punteada que representa el rastro de una veta con oro en pizarras expuestas en la ladera en S. También se cruzó una veta plana con oro en el pozo Q, 100 m debajo de la superficie topográfica, y en el pozo T, 300 m debajo de la superficie. Suponiendo que las tres observaciones son de la misma veta de oro, tienes suficiente información para determinar su orientación.

Utilice el método de 3 puntos para dibujar contornos de estructura en la vena.

a. Determinar su golpe y caída.

b. Dibujar la línea de subcultivo de la veta encontrando la intersección de los dos conjuntos de contornos de estructura.

c. Determinar la tendencia y caída de esta línea.

d. Completar el patrón de afloramiento de la vena en el mapa.

e. Añadir la vena a ambas secciones transversales.

f. * Un prospector sugiere perforar el valor atípico en Y para buscar la veta de oro debajo de la inconformidad. Explique por qué esta sugerencia sería una mala idea.

g. * El prospector sugiere entonces perforar a través del inlier en X para buscar la veta de oro debajo de la inconformidad. Explique por qué esta sugerencia también sería una mala idea.

h. * Ingresa tus respuestas de las partes b y d en los espacios provistos encima del mapa en el laboratorio de la próxima semana, ya que necesitarás usar estos números.

Lab 2 Mapa 1 Copiar orientaciones para Lab 3