Modulo di Cartografia geologica
Dipartimento di Scienze chimiche e geologiche - Cagliari
Misura della giacitura di un piano o di una linea Per un piano:
(a) Direzione (strike) (a);
(b) Direzione di immersione (Dip
direction), a 90° dalla direzione
(c) inclinazione (b) (dip)
Per una linea:
(a) Direzione d'immersione (a) (trend);
(b) inclinazione (b) (plunge); (c) angolo di caduta (g) (pitch);
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Misura della giacitura di un piano o di una linea Modulo di Cartografia geologica
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Rappresentazione 3D in una Carta Geologica
L’intersezione tra la base topografica, in particolare le curve di livello ed i punti quotati, con le strutture geologiche riportate in carta (contatti stratigrafici, faglie) permette la ricostruzione tridimensionale, e quindi lo sviluppo in profondità delle strutture geologiche, partendo dalla rappresentazione planare rappresentata in carta. L’abilità di un buon geologo è proprio riuscire ad individuare la terza dimensione e quindi i rapporti geometrici tra le varie formazioni distinte nella carta.
L’andamento cartografico di una linea che rappresenta la traccia di un contatto stratigrafico, o qualsiasi altra superficie geologica, non è casuale, ma risponde a precise regole geometriche
Regola della “V”
Quando una superficie geologica incontra una valle il suo andamento cartografico assume la forma di un “zverso
la formazione geometricamente soprastante.
In altre parole: il vertice indica la direzione d'immersione del contatto (escluso il caso di contatti a franapoggio meno inclinato del pendio).
N.B. fanno eccezione i contatti stratigrafici delle formazioni recenti (depositi alluvionali, ecc.)
(da Weijermars, 1998)
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Intersezione tra limiti e topografia
(da Weijermars, 1998)
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Orizzontali
Le orizzontali sono le linee che ricostruiscono la geometria di una struttura geologica sfruttando i suoi punti di intersezione con le curve altimetriche e quindi con la superficie (= linee che individuano tutti i punti di una superficie geologica che stanno alla stessa quota). In inglese sono dette anche “structure contours” o “curve di livello strutturali”
Le linee orizzontali sono parallele alla direzioni dei contatti, e quindi nelle successioni stratificate alla direzione delle superfici di strato misurate. La loro distanza orizzontale dipende dall'inclinazione del contatto
(da D. Powell, 1996)
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Modulo di Cartografia geologica
Influenza della giacitura sulla forma dell’affioramento
1.Orizzontale 1. Immerge di 52° verso SE
2. Immerge di 9° verso SE 2. Immerge di 68° verso SE
3. Immerge di 17° verso SE 3. Immerge di 79° verso SE
4. Immerge di 30° verso SE
4. Verticale
dal sito:http://www.uwgb.edu/dutchs/STRUCTGE/LABMAN.HTM
Influenza della topografia sulla forma dell’affioramento
A
Antiforme con piano assiale verticale ed asse orizzontale
(A profilo; B carta)
area pianeggiante B
(da D. M. Ragan, 1985)
A
area con rilievi B
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Come si realizza una sezione geologica
Regole principali
•Eseguire un profilo topografico lungo la traccia scelta, il rilievo topografico potrebbe essere insignificante rispetto alla sezione, nel caso di sezioni lunghe km. (da Weijermars, 1998, modificata)
•Proiettare sul profilo topografico i contatti tra le varie formazioni attraversate dalla traccia della sezione e dei contatti tettonici •Se in carta sono indicati direzione e inclinazione degli strati o di altre superfici vanno riportati anch'essi. E' possibile calcolare l'inclinazione apparente rispetto alla traccia della sezione.
• Così come si proiettano le strutture in profondità è opportuno proiettarle anche al di sopra della superficie topografica attuale. Ad esempio è corretto congiungere i due fianchi di una antiforme per mostrarne la geometria precedente all'erosione.
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Come si realizza una sezione geologica
•Le giaciture si proiettano lungo la direzione
•L'estrapolazione di dati strutturali da aree distanti deve essere fatta con cautela.
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Come si realizza una sezione geologica
•
1.
2.
3.
4.
5.
6.
In ogni sezione geologica riportare:
orientazione,
scala,
toponimi,
legenda (se diversa dalla carta geologica),
simboli cinematici lungo le faglie,
tracce piani assiali
4
3
2
6
1
1
2
3
5
6
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Cartografia geologica
Come si realizza una sezione geologica
•Se non strettamente necessario, generalmente per meglio rappresentare successioni orizzontali poco potenti, non esagerare la scala delle altezze.
(da Weijermars, 1998)
(da D. Powell, 1996)
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Come si realizza una sezione geologica
PROIEZIONE DEI CONTATTI
PROIEZIONE DI PIEGHE CON ASSE NON ORIZZONTALE
Cartografia geologica
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Inclinazione reale e apparente
(da D. Powell, 1996)
Cartografia geologica
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Inclinazione reale e apparente
•Quando la direzione degli strati non è ortogonale alla traccia della sezione l'inclinazione reale a deve essere proiettata su di essa calcolandone l'inclinazione apparente w con diagrammi o con la seguente formula



tg  tg  sen
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Esecuzione di Sezioni geologiche in aree con strutture piane
(da D. Powell, 1996)
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Sezione geologica in aree con strutture piane
Esercizio 1
Realizzazione di una sezione geologica utilizzando il metodo delle orizzontali
(valido nel caso di strutture geologiche con superfici non curve e con inclinazione costante)
(da D. Powell, 1996)
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Sezione geologica in aree con strutture piane
Esercizio 2
Realizzazione di una sezione geologica utilizzando il metodo delle orizzontali (valido nel caso di strutture geologiche con superfici non curve e con inclinazione costante)
da Platt, 1958 - (Simple geological Structures)
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Discordanze in carta: riconoscimento e misura
Le discordanze più importanti, in genere discordanze angolari (angular
unconformity) o discordanze basali (non‐conformity), rappresentano un elemento importante nella comprensione dell’assetto geometrico e dell’evoluzione geologica di un’area.
Una discordanza è in genere evidente perché strutture geologiche precedenti sono troncate dal contatto di base della unità discordante. In una discordanza angolare le unità sopra e sotto la superficie di discordanza hanno giacitura differente.
Discordanza tra la Formazione di Cabitza (Cambriano medio‐
Ordoviciano inf. ) e la Formazione di M. Argentu (Puddinga Auct., ?Ordoviciano medio‐sup.), a sud di Nebida.
Stralcio dalla Carta Geologica del paleozoico dell’Iglesiente 1:50.000 (Carmignani et al. 1986) e sezione geologica
N.B. Una discordanza semplice (o disconformity) e desumibile dall’analisi delle formazioni descritte nella legenda
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Discordanze in carta: riconoscimento e misura
• Limiti stratigrafici che si interrompono contro altri limiti
• Faglie o pieghe che non interessano la successione discordante
(da D. Powell, 1996)
N.B. L’orientazione della linea di intersezione e la sua inclinazione sono velocemente determinabili con una proiezione stereografica
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Discordanze in carta Esercizio 3
Esercizio da Powell, 1996
Analizzando la forma e la giacitura dei contatti stabilire qual’è la discordanza, trovare la linea di intersezione e la sua giacitura. Ombreggiare le aree dove il calcare giace direttamente sull’arenaria. (da D. Powell, 1996)
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Superfici curve
L’analisi solo visiva delle strutture in carta può non essere corretta. In Fig. A la forma dell’affioramento e la posizione dei contatti (“V”) permette di comprendere immediatamente che la giacitura generale è verso ________
Proviamo ad applicare le orizzontali (Fig. B) è evidente che anche se l’orientazione è giusta la superficie non è semplicemente piana. In Fig. C sono riportate le giaciture desunte con le linee orizzontali. In Fig. D le cose sono ancora diverse.
(da D. Powell, 1996)
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Linee di forma di superfici non piane (contour line)
Costruzione di curve di livello strutturali o linee di forma (o contour line).
•Le linee di forma sono date dall’intersezione tra la rappresentazione cartografica della superficie in esame e le curve di livello.
•Per una data superficie geologica la linea di forma strutturale di una data quota non può attraversare una curva di livello della stessa quota senza che la superficie geologica vi affiori.
•Le linee di forma devono essere parallele alla direzione della struttura in esame in ogni suo punto.
•Disegnare le linee nella forma più semplice in base ai dati esistenti.
•Disegnare linee curve e non spezzate senza che vi sia un motivo di tipo geologico (es. faglie che interrompono la continuità della struttura) Modulo di Cartografia geologica
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Linee di forma di superfici non piane (contour line)
Esercizio 4
Costruire le linee di forma del sovrascorrimento (linea più grossa)
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Calcolo dello spessore di una formazione usando le linee di forma (contour line)
Costruendo le linee di forma del contatto basale e del contatto di tetto di una formazione è possibile determinarne lo spessore osservando i punti in cui le
linee di forma delle due superfici si intersecano
(da D. Powell, 1996)
In realtà l’esempio riportato sopra indica solo lo spessore verticale per determinare quello reale possiamo:
a) costruire delle sezioni geologiche precise e misurandone la variazione come nella figura C;
b) applicando formule trigonometriche
considerando lo spessore verticale e l’inclinazione della superficie maggiormente inclinata
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Calcolo dello spessore di una formazione usando le linee di forma (contour line)
Esercizio da Powell, 1996
Esercizio 5
La dolerite si è messa in posto tra due formazioni. Considerando i rapporti tra contatti e topografia determinare:
•la giacitura generale e le forme del contatto delle diverse formazioni;
•le linee di forma del contatto inferiore e superiore della dolerite;
•lo spessore verticale e la sua variazione areale;
•costruire le isopache della dolerite (che uniscono i punti di uguale spessore).
(da D. Powell, 1996)