geologie1

Geologie general i stratigrafic

Noiuni de cartografie geologic

2

NOIUNI DE CARTOGRAFIE GEOLOGIC

Cartografia geologic este ramura geologiei care se ocup cu ntocmirea i interpretarea hrilor geologice. Orice hart geologic are ca suport o hart topografic.

2.1. HARTA TOPOGRAFIC

Harta topografic reprezint proiecia n plan orizontal a reliefului unei regiuni. Ea este construit din curbe de nivel (izohipse) care reprezint proiecia n plan orizontal a interseciei dintre o form de relief i plane echidistante orizontale (fig. 2.1). Raportul dintre dimensiunea unitar a unui obiectiv pe hart i dimensiunea din teren reprezint scara hrii. Aceasta poate fi numeric (de exemplu 1 : 20.000) i se trece ntotdeauna sub titlul hrii sau grafic (fig. 2.1).

2.2. HARTA GEOLOGIC

Harta geologic este o hart topografic pe care se prezint rspndirea rocilor la suprafaa pmntului grupate dup vrst. Ea reprezint instrumentul i scopul cercetrilor geologice. Este un instrument pentru c datele din teren trebuie s fie consemnate pe o baz topografic i pe baza ei se proiecteaz noi idei de cercetare, se fixeaz diverse aplicaii practice ca lucrri miniere, foraje, baraje, ci ferate, tunele. Este un scop, pentru c exprim sinteza unui bogat material documentar i n final evoluia geologic a unei regiuni.

2.2.1. Clasificarea dup scar a hrilor geologice

Hri de sintez au scara mai mic de 1:1.000.000, cuprind teritorii ntinse i detalii puine.

Hri regionale au scara ntre 1:1.000.000 i 1:200.000 i redau alctuirea geologic a unei anumite regiuni.

Hri de detaliu au scara ntre 1:200.000 i 1:20.000 i redau detaliat geologia unei regiuni. Se ntocmesc pe foi care n funcie de spaiu pot fi asamblate pentru a reda o regiune mai mare.

Hri geologice foarte detaliate au scara mare (mai mare de 1:20.000). Se ntocmesc pe planuri topografice i redau de obicei regiuni cu zcminte de substane minerale utile.

2.2.2. Clasificarea dup coninut

a hrilor geologice

Hri geologice propriu-zise reprezint proiecia n plan orizontal a tuturor datelor geologice ntlnite pe suprafaa topografic. Reprezint de fapt proiecia n plan orizontal a interseciei dintre suprafaa stratelor cu suprafaa topografic (relieful). Stratele de o anumit vrst se reprezint printr-o anumit culoare (fig. 2.2).

Hri geologice speciale redau n amnunt anumite caracteristici geologice, care suprapuse ca semne convenionale peste o hart geologic propriu-zis ar ncrca-o prea mult.

Hri litologice redau prin hauri sau semne convenionale aplicate peste culoare de vrst, constituia rocilor.1) Hri tectonice redau n plan orizontal proiecia limitelor dintre unitile structurale majore (regiuni cutate, platforme, avanfose) ale unei regiuni din suprafaa pmntului. Pentru fiecare unitate structural major se reprezint anticlinoriile, sinclinoriile, cutele, faliile i prin izolinii (izobate), poziia unor orizonturi reper.2) Hri structurale redau n plan orizontal, prin izolinii, proprietii ale unui singur strat. Pot fi hri cu izobate (reprezint poziia unei limite dintr-o structur, prin linii de egal adncime fa de un plan de referin = nivelul mrii), hri cu izopachite (reprezint variaia grosimii normale a unui strat), hri cu izochore (reprezint variaia grosimii pe vertical a unui strat).

3) Hri geomorfologice redau principalele tipuri de relief dup vrst i origine.4) Hri hidrogeologice redau prin izolinii, anumite proprieti ale unor orizonturi acvifere.5) Hri ale substanelor minerale utile redau substanele minerale utile cunoscute n limitele unei regiuni.

6) Hri ale Cuaternarului redau depozitele cuaternare dup vrst, origine, constituie, depozitele mai vechi nefiind separate.

2.2.3. Culori, simboluri, semne convenionale

Sunt date geologice care redau vrsta, constituia i geneza rocilor.

Culorile i nuanele redau vrsta rocilor sedimentare, tipurile petrografice ale rocilor eruptive i ale rocilor metamorfice. n cazul rocilor sedimentare, vrstele mai vechi ale unei perioade au nuane mai nchise, vrstele mai noi, nuane mai deschise (anexele 1, 3, 4).

Simbolurile (indicii) precizeaz n plus vrsta i geneza rocilor sedimentare, vrsta i tipurile petrografice la rocile magmatice sau metamorfice. Se utilizeaz litere (latine, greceti) urmate de indici numerici (cifre arabe) (anexele 1, 3, 4).

Semnele convenionale (haurile) reprezint constituia rocilor, elementele tectonice, indicaiile economice. La hrile monocrome (la negru) semnele convenionale indic att vrsta ct i constituia rocilor (anexa 5).

2.2.4. Aspectul cartografic al limitei de aflorimenta. Aspectul cartografic (pe hart) al limitei de afloriment n funcie de valoarea unghiului de nclinare () al stratului

La strate orizontale, aspectul limitei este similar cu cel al curbelor de nivel, (fig. 2.2.a). La strate verticale, aspectul cartografic al limitei de afloriment este de linie dreapt, (fig. 2.2.b). La strate cu nclinare mare aspectul cartografic al limitei de afloriment este o linie curb cu raz mare de curbur (apropiat de linia dreapt), iar la strate cu nclinare mic este o linie curb cu raz mic de curbur, sinuoas (apropiat de aspectul curbelor de nivel), (fig. 2.2.c).

b. Aspectul cartografic al limitei de afloriment n funcie de relief

1) Relief plat orizontal. Pentru strate verticale limitele cartografice de afloriment sunt linii drepte paralele situate la distana d = en (grosimea normal a stratului), (fig. 2.3.a). Pentru strate monoclinale limitele cartografice de afloriment sunt tot linii drepte paralele dar distana dintre ele variaz n funcie de unghiul de nclinare () al stratului ntre valoarea d = en pentru = 90( i o valoare , cu att mai mare cu ct este mai mic (fig. 2.3.b). Pentru strate orizontale, planul stratului fiind paralel cu suprafaa topografic, nu exist limite de afloriment (vezi definiia limitei) n perimetrul hrii unde se va vedea doar ultimul strat, (fig. 2.3.c).

2) Relief variat. Pentru strate verticale limitele cartografice de afloriment sunt linii drepte paralele situate la distana d = en (grosimea normal a stratului), (fig. 2.4.a, 2.5.a). Pentru strate orizontale limitele cartografice de afloriment sunt linii sinuoase identice cu curbele de nivel sau paralele cu ele (se obin asemntor, prin proiecia n planul hrii a interseciei unor plane paralele orizontale cu suprafaa topografic), (fig. 2.4.b, 2.5.b).

Aspectul cartografic al limitei de afloriment la strate nclinate este de linie sinuoas care ntretaie curbele de nivel, cu att mai sinuoas cu ct relieful este mai accidentat i nclinarea e mai mic i anume formeaz curbe lungi pe dealuri i unghiuri ascuite (V-uri) pe vi (deoarece vile sunt mult mai nguste dect dealurile).

Vrful V-urilor este ndreptat ntotdeauna ctre stratul acoperitor, cnd stratul nclin invers dect panta terenului (fig. 2.4.c, 2.5.c), sau cnd nclin conform, dar unghiul de nclinare () al stratului este mai mare dect unghiul de pant (), vrful V-urilor indic sensul de nclinare al stratului. Cnd stratul nclin conform pantei terenului dar ( , vrful V-urilor e n sens opus nclinrii stratului, (fig. 2.4.e).

2.2.5. Construcia limitelor cartografice

de afloriment

Construirea limitei de strat se face pe baza ridicrii poziiilor de strat n punctele de afloriment i trecerii lor pe harta topografic. Cnd regiunea este bine deschis, punctele de limit pot fi msurate i trecute pe hart din aproape n aproape, iar trasarea limitei se face unind aceste puncte. Cnd regiunea este acoperit pe sectoare mari (de ctre soluri, aluviuni, deluvii) trasarea limitei cartografice se face prin metode grafice pe baza unor puncte de msur disparate.

a. Strate orizontale. Pentru construcia limitei cartografice de afloriment se unesc punctele de afloriment ale aceleiai suprafee limit de strat orizontal, limita de afloriment urmrind curbele de nivel, (fig. 2.6.a).

b. Strate verticale. Din punctul de afloriment n care a fost msurat poziia suprafeei limit a stratului vertical, limita cartografic de afloriment se duce n continuarea direciei, ca o linie dreapt, (fig. 2.6.b). Numai n caz de falie sau curbur a stratului puncte de afloriment ale aceleiai suprafee limit de strat nu vor fi coliniare.

c. Strate nclinate. n relief plan construirea limitei de afloriment a stratelor nclinate se face asemntor cu cea a stratelor verticale. Adic din punctele de afloriment se traseaz limita ca o linie dreapt. n relief variat, limita cartografic de afloriment se traseaz prin metoda orizontalelor pe strat sau metoda abacei. Reamintim c limita de afloriment se afl la intersecia suprafeei topografice cu suprafaa limit de strat i c proiecia ei n plan orizontal al hrii reprezint limita cartografic de afloriment (fig. 1.8). Alura suprafeei topografice este redat de curbe de nivel care sunt intersecii ale respectivei suprafee cu plane echidistante de altitudine diferit (fig. 2.1) proiectate n planul hrii. Cu aceleai plane echidistante, intersectnd planul stratului (suprafaa limit) se obin linii (direcii ale stratului) care proiectate n planul orizontal al hrii apar ca linii drepte paralele (analoage curbelor de nivel) numite abace i care redau alura planului stratului (fig. 2.7).

Cnd stratul are nclinare mare, abacele vor fi dese (pentru strate verticale distana ( dintre ele devine zero) iar cnd stratul are nclinare mic abacele vor fi rare (pentru strate orizontale distana ( dintre ele devine infinit). Conform definiiei limitei cartografice de afloriment, intersectnd curbe de nivel i abace de aceeai valoare (altitudine) se obin puncte de afloriment al cror loc geometric reprezint tocmai limita respectiv. Exist trei cazuri ale suprafeei limit de strat nclinat: a cnd stratul are direcia i nclinare constant (suprafaa limit este plan); b cnd direcia este constant i nclinrile variabile (suprafaa limit este semicilindric cazul flancurilor de anticlinal i sinclinal); c cnd stratul are direcii i nclinri variabile (suprafee limit complexe, neregulate).

1) Strate nclinate cu direcie i nclinare constant. Pentru construirea abacelor unei suprafee de strat trebuie cunoscut poziia (direcia i nclinarea) unui punct de afloriment de pe aceast suprafaa, (fig. 2.8, punctul A). Prelungind direcia stratului se obine o prim abac de altitudine egal cu cea a curbei de nivel pe care se afl punctul de afloriment (+260 m). Urmtoarele abace se vor construi ca linii paralele cu prima, la distan: (scara hrii, (vezi fig. 2.7). Abacele care merg n sensul de nclinare al stratului vor avea valori descresctoare (240, 220, ), iar cele care merg n sens opus cderii stratului au valori cresctoare (280, 300, ).

Abacele pot rezulta exclusiv grafic astfel: pe prima abac obinut din prelungirea direciei stratului n punctul de afloriment (de altitudine + 260 m) se duce la marginea hrii o perpendicular numit linie de baz. La distane (e) egale cu echidistana curbelor de nivel (E) redus la scara hrii (pentru scara 1:10.000 i E = 20 m, e = 2 mm) se duc paralele la linia de baz de-o parte i de alta a ei. Prin punctul de intersecie al liniei de baz cu prelungirea direciei stratului (abaca prim) se traseaz o dreapt oblic care s fac cu linia de baz un unghi egal cu nclinarea stratului ( = 30(). Prin punctele de intersecie ale dreptei oblice cu dreptele paralele la linia de baz, se duc paralele la abaca prim. Ele se vor nota cu valori descresctoare sau cresctoare dup cum se afl ctre nclinarea stratului sau opus nclinrii. Unind punctele de intersecie dintre abace i curbe de nivel de altitudine egal se obine traseul limitei cartografice de afloriment.

2) Strate nclinate cu direcie constant i nclinri variabile. Cnd suprafaa limit de strat are form semicilindric, abacele vor fi linii paralele dar neechidistante (fig. 2.9). Astfel, la nclinare mare (flancuri de anticlinal i sinclinal) abacele vor fi dese iar la nclinare mic (bolta anticlinalelor sau talpa sinclinalelor) vor fi rare. Pentru aflarea distanei ( dintre abace se va construi mai nti profilul suprafeei limit de strat: se prelungete direcia suprafeei, msurat ntr-un punct i se construiete perpendicular pe o reea de linii paralele cu distana (e) dintre ele egal cu echidistana curbelor de nivel (E) redus la scara hrii. Pe aceast reea se proiecteaz nclinrile msurate n diferite puncte de afloriment i se construiete suprafaa curb a limitei. Prin punctele de intersecie dintre linia curb i reeaua dreptelor paralele se duc paralele la direcia stratului (abace). Abacele vor avea valori descresctoare n sensul nclinrii stratului pornind de la abaca de cot cunoscut. Unind punctele de intersecie dintre abace i curbe de nivel de egal altitudine se traseaz limita cartografic de afloriment.

3) Strate nclinate cu direcii i nclinri variabile. Cnd suprafaa limit de strat are curbur complex abacele vor fi linii curbe neparalele, care nu se intersecteaz ntre ele (fig. 2.10). Construirea abacelor se face astfel: n diferite puncte (A, B, C) n care s-a determinat poziia stratului (direcia i nclinarea) se duc perpendiculare pe direcie. Aceste perpendiculare se mpart apoi n segmente egale cu distana (() dintre abace, (scara hrii), calculat pentru nclinarea fiecrui punct de afloriment. Pe fiecare perpen-dicular divizat se noteaz altitudinile plecnd de la cota punctului n care s-a determinat poziia stratului. Puncte de egal altitudine de pe diferite perpen-diculare se unesc ntr-o linie curb continu care este abaca suprafeei limit. Unind punctele de inter-secie dintre abace i curbe de nivel de altitudine egal se traseaz limita cartografic de afloriment.

d. Aplicaii. 1) Determinarea direciei i nclinrii unui strat cunoscnd mersul limitei lui. Se unesc dou puncte de o parte i de alta a unei vi sau a unei culmi, n care limita este intersectat de o curb de nivel. Dreapta AB obinut, avnd dou puncte de egal altitudine, este o orizontal pe strat (abac) i reprezint direcia stratului (fig. 2.11). Pentru a determina nclinarea, dintr-un punct C de cot cunoscut se coboar perpendiculara CE pe direcie. Din E se msoar pe direcie segmentul DE egal cu diferena de altitudine dintre punctul C i orizontala AB redus la scara hrii (50 20 = 30 m). Unind punctul D cu C se obine unghiul ECD care reprezint unghiul de nclinare al stratului i se poate msura cu raportorul.

2) Determinarea ntr-un punct oarecare pe hart a adncimii la care va fi ntlnit n foraj o suprafa limit cunoscnd traseul limitei cartografice (fig. 2.12). Se unesc ntre ele punctele n care limita intersecteaz aceeai curb de nivel de-o parte i de alta a unei culmi, obinndu-se astfel abacele suprafeei limit. Se determin altitudinea locaiei forajului (P) prin interpolare ntre abace. Adncimea suprafeei limit de strat este dat de diferena ntre altitudinea locaiei i cea a suprafeei limit n punctul respectiv.

2.3. COLOANA STRATIGRAFIC

Coloana stratigrafic este o mic coloan ce nsoete harta geologic, n care prin semne convenionale se indic constituia petrografic i variaiile laterale de grosime i facies ale rocilor de pe teritoriul cuprins n hart (fig. 2.13) sau constituia rocilor dintr-o locaie de sond. n coloana stratigrafic, rocile sunt divizate conform subdiviziunilor stratigrafice ale hrii i dispuse n ordinea de sedimentare. n stnga coloanei se indic vrsta i scara grafic a grosimilor normale. n dreapta coloanei se indic grosimilor normale ale formaiunilor (subdiviziunilor), denumirile lor locale i descrierea petrografic. n funcie de grosimea total a rocilor din regiune sau de adncimea executat sau proiectat a sondei se va alege scara coloanei astfel ca nlimea ei s nu depeasc 40-50 cm (pentru comoditate de lucru). Limitele concordante ale unitilor stratigrafice se reprezint prin linii continue, drepte, iar cele discordante prin linii sinuoase (zimate).

2.3.1. CONSTRUCIA COLOANEI STRATIGRAFICE

n funcie de hart sau de sonde nvecinate se stabilesc vrstele subdiviziunilor stratigrafice, raporturile de concordan sau discordan dintre ele i descrierea litologic medie a fiecrei subdiviziuni. Se calculeaz grosimile normale ale fiecrei subdiviziuni de pe hart (pentru strate orizontale ca diferena ntre valori interpolate din curbele de nivel; pentru strate verticale prin msurtori directe ale limii de afloriment; pentru strate nclinate printr-una din formulele de la fig. 1.11) sau grosimile normale medii ale fiecrei subdiviziuni pe baza datelor din sondele nvecinate. Se obine apoi grosimea total a tuturor subdiviziunilor i n funcie de ea se alege scara convenabil a coloanei. Grosimile normale reduse la scar ale fiecrei formaiuni se trec n ordinea de sedimentare ca segmente pe o coloan lat de 2-3 cm. Pentru fiecare subdiviziune se scriu, n stnga, vrstele, se coloreaz segmentul corespunztor, se trec semnele convenionale ale rocilor, iar n dreapta se scriu grosimea normal i descrierea petrografic respectiv. Coloana stratigrafic apare ntotdeauna n fia (comanda) geologo-tehnic a fiecrei sonde.

2.4. SECIUNI GEOLOGICE

Seciunea geologic este reprezentarea pe un plan vertical a poziiei stratelor unei regiuni, adic este o imagine rezultat dup tierea regiunii dup un plan vertical. Scopul ei este de a reprezenta mai clar (pe cale grafic) structura geologic. Seciunile pot fi reprezentate direct n afloriment (n deschideri naturale mai mult sau mai puin verticale caz rar) sau sunt construite prin metode geometrice pe baza datelor de cartare geologic sau pentru structuri de adncime, pe baza datelor din foraje sau lucrri miniere. Pentru o structur geologic se fac mai multe seciuni transversale (unghiul ( dintre direcia structurii i aliniamentul seciunii este drept), (fig. 2.14, aliniamentele I-I(, II-II(, III-III(), dup linia de cea mai mare pant i cteva seciuni longitudinale, paralele cu direcia structurii (= 0(), (fig. 2.14, aliniamentul IV-IV(). Pot fi i seciuni oblice fa de direcia structurii.

Traseul seciunii se alege prin zonele cu cele mai multe date geologice. El poate fi drept sau frnt i se indic pe hart prin linii scurte la capetele seciunii i n punctele de schimbare a direciei, notate cu litere sau cifre latine.

Scara vertical i orizontal a seciunii trebuie s corespund (altfel se schimb nclinarea stratelor). De obicei coincide cu cea a hrii. La stratele cu nclinri mici i grosimi mici se poate exagera scara nlimilor. De asemenea, dac scara hrii este mic. Pe seciuni se indic scara grafic vertical i linia de zero metri.

Seciunile se execut conform schemei stratigrafice a hrii. De regul, se deseneaz cu captul vestic i cel nordic spre stnga. Deasupra seciunii se trec literele ce indic aliniamentul i orientarea seciunii, de exemplu n figura 2.15: W E. De asemenea se trec interseciile cu vi, cote, localiti, ale aliniamentului seciunii. Ca elemente accesorii apar titlul, scara numeric i legenda.

2.4.1. CONSTRUCIA SECIUNII GEOLOGICE

a. Construirea profilului morfologic. n lungul direciei alese se construiete profilul morfologic pe baza hrii topografice, cu curbe de nivel (izohipse). Pe o hrtie milimetric se traseaz linia orizontal de altitudine zero metri i fa de ea, la scara hrii, se deseneaz n stnga scara grafic a altitudinii. Pe o band de hrtie sau pe partea de sus a hrtiei milimetrice se trec cu liniue verticale interseciile aliniamentului seciunii cu curbele de nivel, i valoarea respectiv a curbelor. De asemenea se mai trec cotele, vile cu denumirile lor. Se prelungesc liniuele de o anumit valoare pn la altitudinea corespunztoare deasupra liniei de zero. Punctele obinute se unesc printr-o linie curb care reprezint profilul morfologic al seciunii, (fig. 2.15).

b. Trecerea datelor geologice pe profil. Printr-un procedeu asemntor celui de la punctul anterior se transpun de pe hart toate limitele geologice tiate de linia profilului, poziiile de strat intersectate de profil (seciune) sau din vecintatea profilului i eventualele falii. Poziiile de strat aflate n vecintatea aliniamentului seciunii se vor proiecta pe aceast linie astfel: n prelungirea direciei, dac aceasta face un unghi apropiat de 90( cu aliniamentul (fig. 2.16, poziiile 1 i 2); n prelungirea nclinrii, dac direcia este aproape paralel cu aliniamentul (fig. 2.16, poziia 5); cnd direcia poziia de strat este oblic fa de aliniament, poziia poate fi proiectat dup o perpendicular pe aliniament (fig. 2.16, poziia 4).

Pe profilul geologic o poziie se reprezint cu o liniu ce formeaz cu orizontala punctului un unghi egal cu unghiul de nclinare msurat n afloriment (fig. 2.15). Se poate ca poziiile aflate la oarecare distan de aliniament s aib alt altitudine dect punctul pe care sunt proiectate (fig. 2.17.a., poziiile 2 i 3). n acest caz ele se reprezint pe seciune printr-un punct mai gros situat la altitudinea aflorimentului poziiei respective: sub (fig. 2.17.b. poziia 2) sau deasupra (fig. 2.17.b., poziia 3) profilului morfologic. Din acest punct se traseaz liniua ce marcheaz nclinarea stratului (valabil pentru cazul transmiterii informaiei poziiei de strat pe direcie fig. 2.17). n cazul transmiterii informaiei poziiei de strat pe nclinare (fig. 2.18) pe distana de proiecie (d) stratul coboar cu (h. Deci pe profil, din punctul mai gros corespunztor altitudinii poziiei iniiale (aflorimentului) se va cobor cu valoarea (h = dtg obinndu-se un nou punct, cel real prin care trece stratul. Din acest punct se traseaz apoi liniua ce marcheaz nclinarea stratului. Pentru poziia 1 din figura 2.18.a liniua este orizontal (fig. 2.18.b), (aliniamentul seciunii fiind paralel cu direcia stratului ( = 0(). Pentru poziia 2, oblic fa de aliniament, din figura 2.18.a nclinarea stratului n seciune are o valoare intermediar (() cuprins ntre valoarea maxim 2 = 20( (dup nclinare) i o valoare minim = 0( (dup direcie), (vezi subcapitolul corectarea nclinrilor).

c. Corectarea nclinrilor. n seciunile de aliniament perpendicular (( = 90() pe direcia stratului (fig. 2.16, poziia 1, fig. 2.17, fig. 2.19 aliniamentul CA) nclinarea msurat n profil () este egal cu cea msurat n teren (). n seciunile de aliniament oblic (0( ( ( ( 90() fa de direcia stratului (fig. 2.16, poziiile 3 i 4, fig. 2.18, poziia 2, fig. 2.19, aliniamentul DA), nclinarea aparent determinat n profil (() are valoarea intermediar ntre nclinarea real () de pe aliniament perpendicular i valoarea zero pe aliniament paralel cu direcia (DC). Mrimea unghiului de nclinare aparent (() depinde de mrimea unghiului de nclinare real () i de cea a unghiului dintre aliniamentul seciunii i direcia stratului ((). Relaia dintre ele este: tg( = tgsin(, determinat din figura 2.19. Astfel pentru cazul poziiei 2 din figura 2.18: tg( = tg20(sin30( = 0,182 ( ( = 10(20(.

d. Trecerea pe seciune a datelor privind forajele, puurile i galeriile de min. Datele din foraje, puuri miniere, galerii de pe aliniamentul seciunii sau din apropiere se reduc la scar i se proiecteaz pe planul seciunii. Cnd sunt deprtate de aliniament se proiecteaz paralel cu direciile stratelor. Pe linia forajului, puului, galeriei se trec limitele stratelor strbtute i nclinrile lor corectate. Corecia nclinrilor la aliniamentul seciunii se poate face numai cnd se cunoate direcia stratelor de adncime, adic orientarea carotelor. Cnd nu se cunoate orientarea nclinrii se trece pe linia forajului nclinrile determinate (ca liniue spre dreapta i stnga) considerndu-le nclinri aparente maxime cnd se vor trasa limitele stratelor. Datele din foraj servesc i la verificarea construciei limitelor fcute pe baza datelor de suprafa.

e. Trasarea limitelor de strat n adncime. 1) Strate ce nclin n acelai sens dar cu valori de nclinare diferite. Mersul limitei n adncime se face respectnd paralelismul dintre traseul ei i nclinrile msurate la suprafaa. n figura 2.20 se prelungete n adncime nclinarea limitei observat n punctul de afloriment 1 pn ntlnete perpendiculara cobort din punctul 2. Din punctul de intersecie se duce o paralel la linia de nclinare din punctul 2 pn ntlnete perpen-diculara cobort din punctul 3 i aa mai departe. Rezult o linie frnt cu diferite sectoare paralele cu poziiile de la suprafa. Ulterior, ntruct stratele nu fac unghiuri frnte, se rotunjesc vrfurile liniei frnte rezultnd traseul de adncime al limitei.

2) Strate cutate. Pentru trasarea cu mai mult exactitate a mersului cutelor n adncime se pot folosi metoda razelor (fig. 2.21). Astfel se ridic perpendiculare pe fiecare linie de nclinare (n punctele a, b, c, d, etc.). Din fiecare punct la intersecia (1, 2, 3, etc.) a dou perpendiculare succesive se traseaz cu compasul mersul limitelor n cadrul sectorului dintre perpendicularele respective. Se obine traseul limitelor n ipoteza c stratele au grosimi constante i c limitele sunt paralele. Unind printr-o linie curb punctele de frngere brusc a stratelor din smburele anticlinalului se obine traseul de adncime al suprafeei axiale, care evideniaz asimetria anticlinalului i schimbarea poziiei boltei la stratele de adncime.

Construcia limitei obinut geometric, artificial trebuie adaptat n funcie de ali factori. Astfel curbura limitelor va fi n conformitate cu stilul tectonic al regiunii: stil alpin cute strnse, stil de platform cute largi; cu caracterul litologic al formaiunilor determinat din coloana stratigrafic: roci incompetente (argile, marne) cute strnse, cu raz mic de curbur, roci competente (calcare, gresii dure) cute largi, cu raz mare de curbur. Pentru seciunile transversale apropiate de capetele periclinale ale cutelor se urmrete aspectul cartografic al nchiderii periclinale (fig. 2.22). Dac terminaiile periclinale sunt ascuite i talpa cutelor n seciune va fi ascuit; dac terminaiile sunt rotunjite i talpa cutelor va fi rotunjit. De asemenea, pe lng nclinarea stratelor din flancuri (fig. 2.23) se poate folosi i nclinarea axial (plonjul) a structurii. Dac exist variaie de grosime a unui strat (fig. 2.15.c) racordarea flancurilor se face prin trecere treptat. Limita dintre strate aflate n continuitate de sedimentare este o linie continu ce urmrete curbura stratelor; limita stratelor discordante este o linie zimat.

f. Controlul i coordonarea unei serii de seciuni. Controlul se face comparnd adncimile limitelor din seciuni transversale i longitudinale n punctele lor de intersecie sau construind o hart cu izobate a unei suprafee limit importante (vezi fig. 2.24). Dac izobatele sunt neregulate, cu ondulaii brute se vor corecta (se pun falii, fig. 2.31) i n funcie de ele se va face i corecia seciunilor. Seciunile se vor desena pe o plan sub form de culise cu cea mai nordic sau estic sus. Astfel se poate observa continuitatea unui element tectonic (fie un anticlinal) pe toat seria de seciuni.

2.5. Structuri cutate reprezentate pe hri structurale

2.5.1. Hri cu izobate

(gr. izo = aceeai, bathis = adncime)

Hrile cu izobate sunt hri care reprezint forma, dimensiunile sau alte elemente ale unei suprafee structurale (suprafa limit de strat, suprafa de discordan, suprafa de falie) prin linii de egal adncime fa de un plan de referin orizontal. Izobatele sunt deci proieciile liniilor de intersecie ntre suprafaa structural i plane orizontale echidistante. Pentru construirea hrilor cu izobate se alege suprafaa reper ce trebuie reprezentat, planul de referin i distana pe vertical dintre izobate. Suprafaa reper aleas trebuie s fie caracteristic i uor determinabil pe toat structura geologic. Ea poate fi o limit (N2p/N2m), un strat de nisip caracteristic, de marn, de argil, calcar, gresie dur, crbune, tuf vulcanic, ce poate fi precis determinat n toate profilele. Cnd se aleg mai multe suprafee reper pe aceeai structur, izobatele fiecreia se deseneaz n culori diferite. Plan de referin se alege de obicei nivelul mrii.

Planele echidistante de deasupra planului de referin se noteaz cu plus (+), iar izoliniile corespunztoare se numesc izohipse (fig. 2.24.a); cele de sub planul de referin se noteaz cu minus (-), iar izoliniile corespunztoare se numesc izobate (fig. 2.24.b). Cnd suprafaa structural are o poriune deasupra nivelului mrii i alta dedesubt se alege un plan de referin (de cot cunoscut) deasupra sau dedesubtul acestui nivel pentru a se lucra cu izobate de un singur semn (fie negative, fie pozitive) (fig. 2.24.c). Pe hart se va specifica cota planului de referin ales.

Echidistana (distana pe vertical ntre dou izobate succesive) se alege n funcie de panta suprafeei structurale (fig. 2.25), de gradul de ncrcare al hrii (grad mare de ncrcare echidistan mare), de scara hrii (scar mare echidistan mic i invers) i de scopul ei. Construirea izobatelor se poate face grafic pe baza datelor de cartare geologic, a seciunilor obinute din date de foraj sau prin interpolarea datelor de foraj ntre grupuri de cte dou sau trei locaii apropiate cunoscute pe hart.

a. Construirea izobatelor pe baza datelor de cartare geologic. Se ntocmete harta geologic a regiunii i pe baza ei se construiesc mai multe profile geologice transversale pe direcia cutei, precum i un profil longitudinal (fig. 2.26.a,b). Prin intersectarea uneia din suprafeele structurale (limita N2m/N2p) ale unui profil (II-II() cu plane echidistante se obin o serie de puncte care ulterior vor fi transpuse pe aliniamentul respectiv (II-II() pe harta cu izobate (fig. 2.26.c). La fel se obin puncte de diverse valori de adncime pe aliniamentele I-I( i III-III(. Din unirea punctelor de egal valoare rezult izobatele.

b. Construirea izobatelor pe baza seciunilor geologice obinute din foraj. Avnd mai multe aliniamente de foraje pe o hart, se ntocmete pentru fiecare din ele seciunea geologic cu stratul reper (N2m/N2p). Interseciile stratului reper cu planele echidistante de diverse adncimi se proiecteaz pe marginea de jos a seciunii nsemnndu-se cu liniue. Suprapunnd aceast margine cu aliniamentul respectiv de pe hart se transpun pe el punctele de adncime diferit. Aceeai operaie se face pentru fiecare aliniament de foraje. Ulterior, se unesc printr-o linie punctele de egal valoare, obinndu-se izobatele (fig. 2.27).

c. Construirea izobatelor prin interpolarea datelor de adncime ntre foraje apropiate. Pe harta cu toate locaiile sondelor (fig. 2.28.b), se trece n dreptul numrului fiecrei sonde adncimea H la care se ntlnete suprafaa reper aleas i cota locaiei C (fig. 2.28.a). Se calculeaz valoarea izobatei stratului reper (hr) pentru fiecare sond dup relaia: hr = H C i se trece pe hart cu semnul minus (suprafaa reper fiind sub planul de referin). Se alege echidistana E = 100 m.

Construcia izobatelor se face pe grupuri de cte trei sonde i se merge din aproape n aproape. Fie un grup de trei sonde A, B, C de valori izobatice (hr): 125, 560, 682 determinate de la suprafaa reper = limita Meoian/Ponian. Suprafaa limit nclin de la A ctre B i C. Distanele dintre sonde, msurate n plan sunt: ; ; . Diferena izobatic ntre A i B este: 560 125 = 435m; ntre A i C: 682 125 = 557m; ntre B i C: 682 560 = 122m. Pentru a afla locul prin care izobatele de 200, 300, 400, 500, 600, intersecteaz aliniamentul AC, iar izobata de 600 intersecteaz aliniamentul BC, se reprezint seciuni dup aliniamentele respective.

Pentru aliniamentul AB (fig. 2.28.c) se obine un triunghi dreptunghic ABB( n care aliniamentul AB se afl la cota (planul orizontal) de 125, iar B( la cota (planul orizontal) de 560. Pornind din B( ctre B, la 60m diferena de nivel trece planul orizontal de 500 care intersecteaz suprafaa reper AB( determinnd un mic triunghi de catete x1 i 60m, asemenea cu triunghiul ABB(. tiind c AB = 420m i BB( = 560 125 = 435m, se poate scrie:

.

Aceast valoare se msoar pe hart dup aliniamentul AB ncepnd din B, obinndu-se un punct prin care trece izobata de 500. Asemntor, planul orizontal de 400 determin n seciune un triunghi de catete x2 i 160m asemenea cu triunghiul ABB(. Se scrie relaia:

.

Aceast valoare se msoar pe hart dup aliniamentul AB ncepnd din B. Asemntor se determin i se msoar din B celelalte puncte prin care trec izobatele de 300 (x3 = 251m) i 400 (x4 = 347,6m).

Mai uor, raportul triunghiurilor asemenea se poate reduce la o regul de trei simpl, fr a mai fi necesar reprezentarea n seciune (fig. 2.28.c), i anume:

Distana ntre foraje AB = 420 m.diferena izobatic AB = 435 m

Distana de la B la izobata x1 = 500 m..diferena izobatic ntre B i prima

izobat = 60 m

Pentru aliniamentul AC tiind c distana AC = 312 m, iar diferena izobatic ntre A i C este 557 m se poate scrie:

312m.557m

312m.557m

x1.82m

x2.182m

312m.557m

312m.557m

x3.282m

x4.382m

312m.557m

x5.482m

Distanele x1-5 se msoar din punctul C obinndu-se puncte prin care trec izobatele de 600, 500, 400, 300, 200. Pe aliniamentul BC se poate scrie:

360m.122m

x1.82m

distan care se msoar din C i determin punctul prin care trece izobata de 600. Apoi, unind punctele de egal valoare, se traseaz izobatele structurii. Direcia suprafeei structurale reper este direcia izobatelor iar nclinarea, perpendicular pe izobate, are sensul de la izobata de valoare mic ctre cea de valoare mare. Valoarea nclinrii se determin din relaia:

(Adncimile izobatice hr sunt n metri, iar distana L a fost msurat n milimetri pe hart, de aceea se nmulete cu numitorul scrii hrii).

d. Importana hrilor cu izobate. Hrile cu izobate pot reda forma unor cute ascunse (ce nu apar pe o hart geologic) acoperite discordant de strate orizontale; dnd o imagine reliefului structural al cutelor ajut la orientarea lucrrilor de explorare i exploatare a hidrocarburilor sau a altor substane minerale utile legate de rocile sedimentare; pe baza lor se poate calcula adncimea orizontului reper n orice punct al hrii ca diferen ntre cota punctului i valoarea sa izobatic; servesc la calculul rezervelor de hidrocarburi.

2.5.2. Hri cu izopachite

Hrile cu izopachite reprezint variaia n suprafa a grosimii normale (en) a unui strat. Izopachitele (gr. pachis = grosime) sunt linii ce unesc puncte de egal grosime normal a unui strat. Harta cu izopachite a unui strat se poate construi prin interpolarea datelor de grosime normal (vezi fig. 1.11.c) determinate n foraje apropiate. Grosimile normale se nscriu n dreptul locaiilor de foraj de pe hart (fig. 2.29) i pe aliniamentul ce unete dou locaii apropiate se determin prin interpolare punctele de grosime corespunztoare locaiei alese.

Astfel, n figura 2.29 pentru echidistana E = 100m ntre forajele A de grosime normal 350m i C de grosime normal 720 m se afl punctele de grosime 400, 500, 600, 700; ntre A i B de grosime 550m se afl punctele de grosime 400 i 500; ntre B i C se afl punctele de grosime 600 i 700. Distana x1 de la o locaie A pn la punctele de interpolare, de exemplu punctul de grosime 400m, se afl printr-o regul de trei simpl:

distana AB = 800m.....diferena de grosime A, B = 550 350 = 200m

x1....diferena de grosime A, punct = 400 350 = 50m

.

Pentru al doilea punct de grosime 500 m situat la distana x2 de A se poate scrie:

distana AB = 800m..diferena de grosime A, B = 550 350 = 200m

x2...........diferena A, punct = 500 350 = 150m

.

Asemntor se face calculul pentru celelalte aliniamente, obinndu-se mai multe puncte. Unind punctele de egal valoare se traseaz izopachitele. Importana izopachitelor const n faptul c dau o imagine a variaiei grosimii normale a unui strat servind la calculul volumului stratului i astfel la calculul rezervelor de substane minerale utile.

2.5.3. Hri cu izochore

Hrile cu izochore reprezint variaia n suprafa a grosimii pe vertical a unui strat. Se construiesc ca i hrile cu izopachite, prin interpolarea datelor de grosime pe vertical determinate n foraje apropiate. Un alt mod de construcie rezult din figura 2.30.a. Se vede c ntr-un punct oarecare pe hart, grosimea pe vertical (n foraj) (ev) a unui strat este diferena dintre adncimea izobatic la culcu (hr1) i adncimea izobatic la acoperi (hr2). Cum pentru un perimetru dat variaia adncimii izobatice a culcuului este dat de pe harta cu izobate la culcu strat, iar variaia adncimii izobatice a acoperiului stratului este dat de pe harta cu izobate la acoperi, suprapunnd aceste dou hri, n punctele de intersecie, diferena de valoare a adncimii izobatice hr1 hr2 reprezint grosimea pe vertical (ev). Prin unirea punctelor de egal valoare a grosimii pe vertical se obin izochorele care descriu variaia grosimii pe vertical (fig. 2.30.b).

Pentru strate cu nclinare mic (strate de crbuni, hidrogeologice), grosimea pe vertical se poate asimila cu grosimea normal, harta cu izochore devenind identic cu harta cu izopachite. Pe baza ei se calculeaz volumul stratului, servind astfel la calculul rezervelor de substane minerale utile.

2.5.4. Structuri faliate reprezentate pe hri structurale

Hrile structurale permit nu numai reprezentarea prin izobate a unui orizont reper ci i faliile ce l afecteaz. Faliile se proiecteaz pe harta structural ca linii ce ntrerup mersul izobatelor. Din construcia hrii cu izobate, se poate ca uneori direcia izobatelor pe structur s sufere la un moment dat o inflexiune dup care s revin la poziia iniial. Se presupune atunci c exist o falie transversal pe structur (fig. 2.31). Dac se constat c izobatele devin anormal de dese, acest lucru se poate datora unei falii longitudinale (paralel cu direcia izobatelor).

a) Falia vertical transversal pe o structur cutat se proiecteaz ca o linie dreapt ce ntrerupe mersul izobatelor, determinnd o deplasare a acestora n sensul nclinrii stratelor n compartimentul ridicat (fig. 2.32.a). Sritura faliei este reprezentat prin diferena dintre valoarea a dou izobate ce se afl una n prelungirea celeilalte de o parte i de alta a faliei (n fig. 2.32.a, sritura = 700 500 = 200 m).

b) Falia nclinat normal transversal pe o structur cutat se reprezint pe harta cu izobate prin dou linii curbe, prima reprezentnd intersecia orizontului reper cu planul faliei n compartimentul ridicat (fig. 2.32.b, ab) iar cea de a doua n compartimentul cobort (fig. 2.32.b, cd). Distana dintre cele dou linii ale faliei reprezint sritura orizontal a faliei. Pe suprafaa dintre aceste dou linii orizontul reper lipsete deci nu se pot construi izobatele lui.

c) Falia nclinat invers transversal pe o structur cutat se reprezint pe hart asemntor cazului anterior, prin dou linii de intersecie a orizontului reper cu planul faliei n compartimentul ridicat (fig. 2.32.c, cd) i n cel cobort (fig. 2.32.c, ab). n acest caz distana dintre liniile faliei reprezint acoperirea faliei. Pe suprafaa dintre cele dou linii orizontul reper se afl att deasupra ct i sub planul de falie nct un foraj vertical plasat n zon l-ar ntlni de dou ori. n zona de acoperire se reprezint att izobatele compartimentului ridicat (linii continue) ct i ale compartimentului cobort (linii ntrerupte).

a

Fig. 2.1. Seciune est vest printr-un deal

i construcia hrii topografice.

Fig. 2.2. Aspectul cartografic al limitei de afloriment n funcie de nclinarea stratului:

a strate orizontale; b strate verticale; c strate nclinate.

b

c

c

b

a

Fig. 2.3. Aspectul cartografic al limitei de afloriment n relief plat:

a strate verticale; b strate monoclinale; c strate orizontale.

e

d

c

b

a

Fig. 2.4. Intersecia stratelor cu relieful variat i aspectul cartografic al limitelor cartografice de afloriment: a strate verticale; b strate orizontale ; c strate nclinate contrar pantei terenului; d strate nclinate conform pantei terenului ( > ); e strate nclinate conform cu panta terenului ( < ).

S

N

d

c

b

a

N

N

N

N

N

N

N

S

S

S

S

S

S

E

S

W

W

W

W

W

E

W

E

E

E

E

E

E

Fig. 2.5. Aspectul cartografic al suprafeei de afloriment n relief variat pe harta topografic, seciune N-S (dup nclinare) i seciune E-W (dup direcie): a strate verticale; b strate orizontale; c strate nclinate contrar pantei terenului;

d strate nclinate conform cu panta terenului ( > ).

a

b

Fig. 2.6. Construcia limitei cartografice de afloriment

la strate orizontale (a) i la strate verticale (b).

Fig. 2.7. Obinerea abacelor unei suprafee limit de strat nclinat: E echidistana planelor orizontale; distana dintre abace.

Fig. 2.8. Construirea limitei cartografice de afloriment prin metoda grafic (a abacei).

Fig. 2.9. Construirea limitei cartografice de afloriment ntr-un sinclinal.

Fig. 2.10. Construirea limitei cartografice

de afloriment cnd variaz att direcia ct i nclinarea stratului.

Fig. 2.11. Determinarea direciei

i nclinrii dup traseul limitei.

Fig. 2.12. Determinarea ntr-un punct P

a adncimii unei suprafee limit.

Fig. 2.13. Coloana stratigrafic a formaiunilor paleozoic superioare i mezozoice

din Platforma Moesic (dup Harta geologic a Romniei, scara 1: 200.000, foaia Ploieti).

Fig. 2.15. Construcia seciunii geologice: a hart geologic; b banda de hrtie pe care se culeg datele; c seciune.

Fig. 2.16. Proiectarea poziiilor de strat

pe aliniamentul seciunii.

Fig. 2.17. Transmiterea informaiei poziiei de strat pe aliniamentul seciunii (proiecia pe direcie): a hart; b seciune dup aliniament.

Fig. 2.18. Transmiterea informaiei poziiei de strat pe aliniamentul seciunii (proiecia pe nclinare): a hart; b seciune dup aliniament; c seciuni pe direcia stratului din poziia 1.

n ABD: tg' = EMBED Equation.3

n ABC: AB = BC(tg

n BCD: BD = EMBED Equation.3

tg' = tgsin

Fig. 2.19. Demonstrarea formulei de corecie.

Fig. 2.20. Construirea traseului limitelor n adncime la strate nclinate n acelai sens.

Fig. 2.21. Construirea traseului limitelor n adncime la strate cutate.

Fig. 2.22. Aspectul limitei n profil reflectat de aspectul nchiderii periclinale pe hart.

Fig. 2.23. Construirea profilului geologic n adncime folosind unghiul de coborre axial (plonj).

Fig. 2.24. Alegerea planului de referin.

Fig. 2.25. Alegerea echidistanei (E) dintre plane: a nclinare () mic = echidistan mic; b nclinare mare = echidistan mare.

Fig. 2.26. Construirea izobatelor

pe baza datelor de cartare geologic:

a hart geologic; b seciune;

c hart cu izobate la limita N2m/N2p.

Fig. 2.27. Construirea izobatelor pe baza seciunilor geologice obinute din date de foraj: a harta cu aliniamentele forajelor i construirea izobatelor; b seciuni geologice.

Suprafa

reper

Fig. 2.28. Construirea izobatelor prin interpolarea datelor de foraj: a seciune cu elementele de calcul; b harta cu izobate; c seciune artnd obinerea punctelor de interpolare.

Fig. 2.29. Construirea izopachitelor

pe baza datelor de foraj.

Fig. 2.30. Construcia hrii cu izochore: a seciune cu elementele ce determin grosimea vertical ntr-un foraj vertical; b harta.

Fig. 2.31. Traseul unei falii pe o hart cu izobate.

Fig. 2.14. Alegerea aliniamentelor de seciune pentru o structur de pe hart.

Fig. 2.32. Reprezentarea faliilor pe harta cu izobate (sus) i n seciune (jos):

a falie vertical; b falie nclinat normal; c falie nclinat invers.

4847

_1086875992.unknown

_1086883413.unknown

_1086883459.unknown

_1090741484.unknown

_1161442877.unknown

_1161442894.unknown

_1086883470.unknown

_1086883437.unknown

_1086883446.unknown

_1086883420.unknown

_1086883429.unknown

_1086883384.unknown

_1086883401.unknown

_1086883371.unknown

_1075114269.unknown

_1086545065.unknown

_1086874377.unknown

_1086545077.unknown

_1075114280.unknown

_1075114168.unknown