Lebih

1.14: Peta Geologi dan Penampang - Geosains

1.14: Peta Geologi dan Penampang - Geosains


1.14.1 Satuan Batuan

Ahli geologi lapangan yang mempelajari dan memetakan batuan dasar yang mendasari area permukaan tanah berusaha mengenali satuan batuan, yang kemudian dapat mereka wakili pada peta geologi. Jenis batuan tidak tersusun secara acak di kerak bumi tetapi cenderung ada dalam tubuh yang khas yang disebut satuan batuan. Satuan batuan adalah tubuh batuan tiga dimensi besar dengan komposisi yang khas dan berbeda dari satuan batuan yang berdekatan. Jenis batuan sangat bervariasi dalam ukuran, bentuk, komposisi, dan asal.

Satuan batuan terbentuk oleh aksi beberapa proses atau rangkaian proses tertentu—misalnya, pengendapan sedimen, intrusi atau ekstrusi magma, atau metamorfisme. Satuan batuan dapat terdiri dari batuan sedimen, batuan beku, atau batuan metamorf. Karakteristik yang menentukan dari unit batuan adalah bahwa proses tertentu beroperasi selama beberapa periode waktu untuk menghasilkan tubuh atau massa batuan dengan jenis batuan yang cukup seragam, atau mungkin pergantian yang konsisten dari dua atau lebih jenis batuan.

Berikut adalah beberapa contoh jenis satuan batuan yang mungkin dikenali oleh ahli geologi di lapangan:

  • Suksesi lapisan sedimen dari satu atau beberapa jenis batuan, diendapkan di beberapa lingkungan sedimen yang khas. Ketebalan satuan tersebut dapat berkisar dari beberapa meter hingga ribuan meter, dan luas lateral dapat berkisar dari ratusan meter hingga beberapa ratus kilometer.
  • Suksesi batuan vulkanik dengan komposisi yang khas. Unit tersebut mungkin setipis aliran lava tunggal (yang bisa setipis beberapa meter) atau setebal ratusan meter. Satuan-satuan tersebut mungkin juga berselaput dengan satuan batuan sedimen.
  • Tubuh intrusif beku tunggal. Unit intrusi semacam itu memotong unit batuan lain yang mereka ganggu.
  • Satuan batuan metamorf dengan komposisi tertentu. Unit seperti itu mungkin memiliki geometri yang sangat rumit, karena deformasi intens yang menyertai metamorfisme. Intensitas metamorfisme dapat bervariasi secara sistematis dari satu daerah ke daerah lain dalam satuan batuan metamorf.

Dimensi minimum unit batuan bisa sekecil meter atau bahkan desimeter, dalam kasus tanggul beku tipis, misalnya. Satuan yang kecil biasanya tidak akan terwakili pada peta geologi kecuali jika tujuan pemetaan adalah untuk menampilkan geologi daerah yang sangat kecil dengan sangat rinci, seperti misalnya di lokasi konstruksi besar.

Satuan batuan saling berhubungan satu sama lain melintasi permukaan tiga dimensi atau zona transisi atau gradasi yang relatif tipis. Garis yang menunjukkan kontak antar satuan batuan pada peta geologi adalah garis perpotongan antara permukaan kontak tiga dimensi yang sebenarnya dengan permukaan tanah itu sendiri. Mengenali dan menafsirkan sifat kontak antara unit batuan adalah pusat kerja lapangan geologi. Sebagian besar dengan interpretasi sifat kontak semacam itu, sejarah geologis suatu daerah dikerjakan.

Banyak unit rock menerima nama formal. Satuan batuan sedimen dasar (dan juga satuan batuan metamorf dan vulkanik) adalah pembentukan. Formasi memiliki dua nama bagian: bagian pertama adalah nama tempat, seperti kota, sungai, atau gunung, dan bagian kedua adalah kata "Formasi" atau istilah batuan seperti "Batu pasir". Satuan batuan vulkanik dan batuan metamorf memiliki nama dua bagian yang mirip. Formasi dapat dibagi menjadi anggota, yang dapat memiliki nama formal atau hanya nama informal. Formasi terkait dapat disatukan menjadi unit yang lebih besar yang disebut kelompok, yang menerima nama tempat dengan cara yang sama seperti formasi. Satuan beku intrusif, terutama satuan besar, dapat memiliki nama formal, tetapi satuan yang lebih kecil, meskipun mungkin dapat dipetakan, biasanya tidak diberi nama secara formal.

1.14.2 Peta Geologi dan Penampang melintang

SEBUAH peta geologi aku s peta yang menunjukkan distribusi batuan dasar yang tersingkap di permukaan bumi atau terkubur di bawah lapisan tipis tanah permukaan atau sedimen. Peta geologi lebih dari sekadar peta jenis batuan: sebagian besar peta geologi menunjukkan lokasi dan hubungan unit batuan.

Setiap satuan batuan diidentifikasi pada peta dengan semacam simbol, yang dijelaskan dalam legenda atau kunci, dan sering juga diwarnai dengan warna yang khas. Bagian dari legenda peta geologi terdiri dari satu atau lebih kolom persegi panjang kecil, dengan warna dan simbol yang sesuai, yang mengidentifikasi berbagai unit batuan yang ditunjukkan pada peta. Seringkali ada deskripsi yang sangat singkat tentang unit langsung di bagian legenda ini. Persegi panjang untuk unit diatur dalam urutan penurunan usia ke atas. Biasanya umur satuan, dalam hal skala waktu geologis relatif standar, juga ditampilkan.

Semua peta geologi juga menyampaikan informasi tertentu lainnya. Mereka menunjukkan simbol yang digunakan untuk mewakili fitur seperti lipatan, sesar, dan sikap fitur planar seperti stratifikasi atau foliasi. Mereka memiliki informasi tentang garis lintang dan garis bujur, dan/atau lokasi relatif terhadap beberapa sistem grid geografis standar. Mereka selalu memiliki skala, dinyatakan baik sebagai bilah skala berlabel dan sebagai apa yang disebut "fraksi representatif", 1:25.000 misalnya, yang angka pertamanya adalah satuan jarak pada peta dan angka keduanya adalah jarak yang sesuai di peta. permukaan tanah yang sebenarnya.

Semua peta geologi (kecuali mungkin peta dengan tujuan sangat khusus yang menunjukkan semua detail area yang mungkin seukuran ruangan kecil!) melibatkan beberapa derajat generalisasi. Generalisasi tersebut menjadi tanggung jawab ahli geologi yang melakukan pemetaan. Jelas, tidak praktis untuk merepresentasikan fitur setipis beberapa meter pada peta yang mencakup banyak mil persegi: lebar fitur pada peta akan jauh lebih tipis daripada garis tinta setipis mungkin. Tingkat generalisasi tentu meningkat seiring dengan bertambahnya area yang dicakup oleh peta. Anda dapat dengan mudah melihat ini sendiri jika Anda memiliki akses ke peta geologi dari beberapa area kecil bersama dengan peta geologi yang sesuai dari seluruh negara bagian: detail area kecil di peta negara bagian akan jauh lebih sedikit daripada di peta lengkap negara bagian. daerah kecil itu.

Sebagian besar peta geologi disertai oleh satu atau lebih vertikal Persimpangan, yang mana pandangan tentang seperti apa geologi itu dalam bidang vertikal imajiner ke bawah dari beberapa garis di permukaan tanah. Penampang melintang ini dibangun oleh ahli geologi setelah peta selesai dibuat. Lokasi mereka dipilih untuk mengungkapkan sifat geologi tiga dimensi terbaik. Penampang melintang dibangun dengan memproyeksikan ke bawah fitur geologi dan hubungan yang diamati di permukaan. Membangun penampang membutuhkan ahli geologi untuk dapat memvisualisasikan geologi dalam pikirannya. Tingkat kepastian tentang geologi yang ditunjukkan pada penampang menurun ke bawah dengan kedalaman di bawah permukaan.


Penampang geologis

Penampang geologi adalah representasi grafis dari perpotongan tubuh geologi di bawah permukaan dengan bidang vertikal dengan orientasi tertentu. Ini adalah bagian dari medan di mana berbagai jenis batuan, konstitusi dan struktur internal serta hubungan geometris di antara mereka diwakili. Ini adalah model perkiraan distribusi nyata batuan secara mendalam, konsisten dengan informasi yang tersedia di permukaan dan bawah permukaan. Ini juga dapat mewakili perpanjangan bahan struktur yang telah terkikis di atas permukaan topografi.

Penampang melintang merupakan pelengkap yang tak terpisahkan dari peta peta geologi dan penampang melintang adalah buah dari interpretasi susunan batuan menggunakan beragam jenis data, biasanya tidak lengkap dan dengan tingkat ketidakpastian yang berbeda. Keduanya merupakan representasi dua dimensi dari realitas geologi dan bersama-sama memungkinkan kita untuk memahami struktur tiga dimensi volume batuan dan, sebagai akibatnya, sejarah geologi suatu zona.

Penampang geologi memiliki kepentingan ekonomi dan sosial yang sangat relevan. Mereka adalah dasar untuk perencanaan pekerjaan teknik, pada dasarnya pekerjaan garis yang mempengaruhi permukaan dan bawah permukaan (jalan, terowongan, utilitas) dan untuk eksplorasi dan produksi sumber daya geologi: air, batu, mineral dan energi.

Konstruksi penampang geologis

Konstruksi penampang geologi melibatkan interpretasi susunan batuan, baik di kedalaman maupun di permukaan topografi. Ini terdiri dari interpolasi semua data yang tersedia, dari permukaan dan bawah permukaan, dengan tujuan membangun model geologi yang koheren. Untuk alasan ini, konstruksi penampang geologis memerlukan penerapan semua pengetahuan tentang karakteristik geologis wilayah tersebut, yang ditafsirkan dalam kerangka pengetahuan teoretis saat itu.

Data di permukaan diperoleh langsung di lapangan (arah dan kemiringan strata atau struktur lain, jenis kontak, ketebalan unit stratigrafi, hubungan lateral di antara mereka, dll.) (gambar 1) atau diambil dari data yang ada. peta geologi (formasi geologi atau satuan kartografi, jenis batuan, sudut perpotongan dengan permukaan topografi, data titik).

Gambar 1: Penampang geologi dapat dibangun dengan ekstrapolasi langsung dari pengamatan di permukaan. Seringkali, interpretasi geologis dari lanskap memberikan informasi yang cukup untuk membangun penampang geologis, terutama di ngarai. Gambar tersebut menunjukkan perpanjangan bawah permukaan dan di atas permukaan topografi bagian batu kapur dan batuan yang muncul di bawah dan di atasnya. Jangkauan kedalaman relatif terbatas.

Tanpa diragukan lagi, kualitas dan presisi penampang geologi secara langsung berhubungan dengan dasar kartografi geologi yang baik yang memungkinkan menyimpulkan susunan tiga dimensi batuan, hubungan temporal antara mereka dan geometri dan usia struktur. yang mempengaruhi mereka. Peta geologi memungkinkan kita untuk mengetahui dan membatasi daerah yang dicirikan oleh jenis struktur yang sama, ini disebut “gaya struktural” (gambar 2).

Gambar 2: Angka-angka ini menunjukkan, secara skematis, "gaya struktural" yang paling umum. a) bidang datar atau dengan lapisan yang sedikit mencelupkan, b) lipatan, c) normal, sesar ekstensi, d) dorong, sesar kontraktif, e) lipatan dengan belahan terkait. Di daerah yang sama, beberapa "gaya struktural" sering dapat dikenali, seperti misalnya, struktur lipatan di ruang bawah tanah di mana material sedimen struktur datar ditumpangkan dan keseluruhannya dipengaruhi oleh sesar ekstensional (f).

Jumlah maksimum data bawah permukaan diperlukan untuk membatasi kemungkinan interpretasi dan untuk menerapkan konsep dasar geologi secara sistematis. Data bawah permukaan diperoleh secara langsung dari pengambilan inti pemboran yang dilakukan pada titik tertentu (foto 1), atau secara tidak langsung dengan menggunakan metode geofisika yang menganalisis sebaran sifat fisik batuan yang diukur dari permukaan (gambar 3) atau dari bagian dalam sumur. Di antara yang paling umum adalah suara listrik vertikal (VES) yang mencatat perbedaan konduktivitas listrik dan sangat banyak digunakan dalam prospek air tanah.

Foto 1: Pemulihan inti bor terus menerus memungkinkan kita untuk mengetahui secara langsung konstitusi dan ketebalan unit batuan bawah permukaan.

Gambar 3: Teknik geofisika memberikan informasi tentang sifat fisik batuan bawah permukaan. Gambar menunjukkan profil seismik (a) di mana apa yang disebut reflektor dapat diamati: ini adalah respons terhadap gelombang seismik oleh cakrawala yang memantulkannya. Mereka memberikan gambar yang mirip dengan USG klinis. Skala vertikal profil seismik mengacu pada waktu yang dibutuhkan gelombang seismik untuk pergi dari sumber emisi yang terletak di permukaan, ke cakrawala yang mencerminkan mereka dan kembali untuk dicatat oleh reseptor waktu skala vertikal ini, lulus dalam milidetik, adalah waktu perjalanan dua arah (TWT). Untuk dapat mengubah skala vertikal dalam TWT gelombang seismik menjadi skala vertikal dalam meter perlu diketahui kerapatan medium yang dilalui gelombang dan kecepatannya. Untuk menentukan parameter ini teknik geofisika lain digunakan, umumnya metode refraksi atau gravimetri didukung, bila memungkinkan, dengan data pemboran. Gambar garis (b) mengidentifikasi reflektor yang dapat diamati pada profil seismik dan menunjukkan disposisi formasi batuan di bawah permukaan. Akhirnya profil yang ditafsirkan (c) dibangun.

Kualitas dan biaya realisasi dari penampang geologi terkait erat dengan pengetahuan geologi regional meskipun demikian, sebagaimana telah dikomentari di bagian yang didedikasikan untuk kartografi geologi, dari konstruksi teori geologi penampang geologi juga disimpulkan.

Konstruksi penampang geologi memerlukan rangkaian langkah dan penerapan teknik khusus untuk validasinya. Untuk meminimalkan derajat interpretasi susunan batuan secara mendalam dan untuk memastikan keandalan penampang, teknik geometrik yang memungkinkan integrasi yang benar dari jumlah data terbesar digunakan, (gambar 4), karena itu perlu untuk menghindari akumulasi kesalahan dalam berbagai tahap konstruksi penampang, terutama pada tahap awal. Jadi, di daerah dengan struktur datar yang sederhana, dengan kemiringan stratifikasi yang rendah dan konstan, cakupan ekstrapolasi data jauh lebih luas. Di sisi lain, di daerah dengan lipatan, sesar normal atau gaya dorong akan perlu untuk menerapkan beberapa pembatasan sesuai dengan model geometrik khas dari masing-masing gaya struktural.

Gambar 4:Ekstrapolasi data, baik permukaan dan bawah permukaan, dibatasi oleh "gaya struktural" gambar tersebut menggambarkan model geometris sesar ekstensional (a) dan kontraktif (b).

Proyeksi data permukaan dan bawah permukaan pada bidang penampang merupakan fase kritis selama konstruksi penampang geologi. Untuk melakukan ini, model geometris tiga dimensi, yang disesuaikan dengan orientasi permukaan yang beragam, harus ditentukan, mengingat bahwa data hanya dapat diproyeksikan pada bidang penampang yang sejajar dengan struktur.

Skala vertikal penampang geologi harus selalu sama dengan skala horizontal untuk menghindari representasi benda geologi yang terdeformasi. Pada penampang melintang yang menyertai peta geologi, bahkan lebih penting lagi bahwa kedua skala tersebut sama untuk memudahkan perbandingan dan integrasi informasi. Ada kasus di mana representasi grafis dari konfigurasi geologi di peta dan penampang sangat mirip, misalnya ketika struktur geologi ditemukan miring. Jadi, gambar penampang geologis dari objek apa pun yang miring 45º, seperti lipatan dengan sumbu terjun, adalah sama dengan gambar penampang menurut bidang horizontal dan sangat mirip dengan representasi kartografinya.

Ketika seseorang ingin merepresentasikan penampang endapan baru-baru ini, atau yang relatif tipis, perlu untuk melebih-lebihkan skala vertikal penampang (gambar 5). Sistem representasi ini adalah yang digunakan dalam proyek-proyek pekerjaan linier (gambar 6), di mana semua objek bawah permukaan, alami atau dibangun oleh manusia, dibesar-besarkan untuk memudahkan pembacaan.

Gambar 5: Di daerah dengan endapan baru-baru ini, Pleistosen dan Holosen, penampang geologi spesifik ini dibangun dengan skala vertikal yang berlebihan. Yang ini, khususnya, menunjukkan travertine dan lumpur karbonat Danau Banyoles (Peta Geologi Catalonia 1: 25.000).

Gambar 6:Bagian geologi dari proyek pekerjaan bawah tanah di lapisan tanah perkotaan. Skala vertikal dan akibatnya ketinggian semua benda dilebih-lebihkan secara vertikal.

Kedalaman penampang yang dibangun tergantung pada skala pekerjaan, karakteristik geologi zona, tujuan penampang dan data yang tersedia di bawah permukaan. Oleh karena itu, misalnya, penampang geologi yang menyertai peta geologi umum, dan dibuat dengan menggunakan data permukaan, memiliki kedalaman yang berosilasi antara beberapa ratus atau beberapa ribu meter. Di daerah di mana informasi dari kampanye eksplorasi hidrokarbon, terutama pengeboran (gambar 7) dan metode refleksi (gambar 3), kedalaman penampang mencapai hingga 6 atau 7 kilometer.

Gambar 7:Peta lokasi sumur eksplorasi minyak, di darat dan di anjungan lepas pantai. Data yang disediakan oleh survei sangat penting untuk konstruksi penampang geologi.

Di sisi lain, di area yang kompleks secara struktural yang dipengaruhi oleh beberapa sistem lipatan, seperti yang sering diamati pada material Hercynian, jangkauan vertikal penampang biasanya jauh lebih sedikit, karena sulitnya memperkirakan data hingga kedalaman. Dalam kasus material baru, seperti endapan fluvial, kedalaman representasi jarang melebihi beberapa lusin meter (gambar 5).

Dengan semakin berkembangnya pengetahuan tentang konstitusi dan perilaku kerak bumi dan litosfer (gambar 8), konstruksi penampang dengan kedalaman lebih dari 100 km telah menjadi rutinitas, pada skala kerak atau litosfer karena semakin tersedianya data bawah permukaan yang dalam, seperti refleksi seismik, magnetotellurik, gravimetri dan tomografi seismik.

Angka 8:Struktur internal dan konstitusi Bumi diketahui melalui interpretasi data geofisika. Pembagian klasik mengacu pada komposisi lapisan yang beragam: pembagian dinamis mengacu pada perilaku mekanisnya. Di atas, detail struktur bagian terluar Bumi (Dimodifikasi dari Kearey dan Vine, 1990).

Penampang yang seimbang dan penampang yang dipulihkan

EMetode yang paling umum untuk mengevaluasi dan memvalidasi penampang geologis dari suatu area dengan gaya struktural yang ditentukan (struktur lipatan, sesar ekstensional atau dorongan) adalah dengan memeriksa apa yang disebut "retro-deformabilitas". Dengan kata lain, deformasi harus dapat dibatalkan agar dapat menginterpretasikan bagaimana unit-unit geologi yang berbeda disusun sebelum dideformasi. Penampang melintang retro-deformasi disebut penampang seimbang jika penampang atau penampang yang secara progresif membatalkan deformasi adalah penampang yang direstorasi sebagian atau seluruhnya (gambar 9).

Gambar 9:Penampang geologi, penampang seimbang dan penampang geologi yang direstorasi ke keadaan tidak terdeformasi. Ini menunjukkan situasi dan hubungan antara volume batuan pada saat yang berbeda dari sejarah geologi mereka, sebelum dan sesudah mengalami deformasi dan erosi.

Penampang yang direstorasi mempertahankan kohesi batuan sebelum dan sesudah deformasi tanpa superimposisi atau celah antara dua tahap. Interpretasi struktur pada penampang seimbang harus selalu koheren dengan struktur yang diamati pada daerah tersebut, yaitu dengan gaya struktur. Langkah antara penampang yang direstorasi dan yang dideformasi, seperti yang telah ditafsirkan pada saat ini, harus konsisten secara sinematik dan mekanis. Tujuan utama konstruksi penampang seimbang adalah untuk menghindari terjadinya kesalahan geometrik selama konstruksi penampang geologi. Teknik ini juga memungkinkan perhitungan nilai pemendekan dan peregangan yang terkait dengan pembentukan struktur tektonik, dan membuat rekonstruksi palinspastic, yaitu di mana bahan geologi berada pada posisi yang ditempati pada saat-saat tertentu dalam sejarah geologi. .

Dalam beberapa tahun terakhir, kemajuan ilmu komputer memungkinkan kita untuk mengembangkan metode konstruksi model geologi secara langsung dalam tiga dimensi. Dalam waktu dekat, pekerjaan dan visualisasi dalam komputasi tri-dimensi akan rutin, dan peta dan penampang akan menjadi bagian dari satu realitas yang sama dilihat dari perspektif yang berbeda.


Tonton videonya: Tutorial Pembuatan Peta Geologi Pada ArcGis