ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 3: ΓΕΩΛΟΓΙΚΟΙ ΧΑΡΤΕΣ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 3: ΓΕΩΛΟΓΙΚΟΙ ΧΑΡΤΕΣ ΔΙΔΑΣΚΩΝ : Ι. ΖΑΧΑΡΙΑΣ ΑΓΡΙΝΙΟ, 2016

2 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 3: ΓΕΩΛΟΓΙΚΟΙ ΧΑΡΤΕΣ - ΘΕΩΡΙΑ 1. ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΧΑΡΤΩΝ Γεωλογικός χάρτης είναι η καταγραφή πάνω στον τοπογραφικό χάρτη μιας περιοχής όλων των λιθολογικών, τεκτονικών, στρωματογραφικών, υδρογεωλογικών και λοιπών στοιχείων και ιδιοτήτων που χαρακτηρίζουν τους γεωλογικούς σχηματισμούς της περιοχής. Τα διάφορα πετρώματα σημειώνονται πάνω στο χάρτη με σύμβολα ή χρώματα και δίνεται γι αυτά η επιφανειακή εξάπλωσή τους και η σχετική ηλικία τους εφόσον είναι δυνατό να διαπιστωθεί. Σε κάθε χάρτη υπάρχει υπόμνημα με λεπτομερή εξήγηση των χρωμάτων και των συμβόλων που χρησιμοποιήθηκαν για το σχεδιασμό του Στρώματα και επιφάνειες επαφής Σχήμα 1. Γεωλογικός χάρτης ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ 2

3 Στρώματα ονομάζουμε στη Γεωλογία τον γεωλογικό σχηματισμό που βρίσκεται ανάμεσα σε δυο επιφάνειες επαφής περίπου παράλληλες μεταξύ τους. Τα κατώτερα στρώματα μιας στρωματογραφικής στήλης είναι τα αρχαιότερα ενώ τα νεότερα είναι τα ανώτερα στρώματα όσο προχωρούμε προς την κορυφή της στήλης. Η επιφάνεια επαφής δυο στρωμάτων απεικονίζεται πάνω στο γεωλογικό χάρτη με μια απλή γραμμή, η οποία ονομάζεται γραμμή επαφής. Η κατώτερη (αρχαιότερη) διαχωριστική επιφάνεια ενός στρώματος ονομάζεται δάπεδο ενώ η ανώτερη (νεότερη) διαχωριστική επιφάνεια ενός στρώματος ονομάζεται οροφή. Μια επιφάνεια επαφής δυο στρωμάτων είναι συγχρόνως οροφή του αρχαιότερου στρώματος και δάπεδο του νεότερου στρώματος. Γραμμή επαφής Ισοϋψής Στρώμα Σχήμα 2. Στρώματα, γραμμές επαφής και ισοϋψείς 1.2. Παράταξη των γεωλογικών στρωμάτων Παράταξη καλείται κάθε οριζόντια γραμμή στην οροφή ή το δάπεδο του στρώματος. Παράταξη δηλαδή είναι η τομή μιας επιφάνειας ενός στρώματος με το οριζόντιο επίπεδο και συνδέει σημεία της κεκλιμένης επιφάνειας που βρίσκονται στο ίδιο απόλυτο υψόμετρο. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ 3

4 Σχήμα 3. Στρώμα με παρατάξεις Όταν το επίπεδο έχει σταθερή διεύθυνση και κλίση, οι παρατάξεις του ισαπέχουν εφόσον προκύπτουν από την τομή του με οριζόντια επίπεδα, τα οποία έχουν σταθερή υψομετρική διαφορά το ένα από το άλλο. Η απόσταση μεταξύ δυο διαδοχικών παρατάξεων είναι λοιπόν σταθερή και ονομάζεται ισοδιάσταση παρατάξεων (α) Κατασκευή γραμμών παράταξης σε έναν γεωλογικό χάρτη Σε έναν γεωλογικό χάρτη η παράταξη ενός επιπέδου επαφής (οροφής ή δαπέδου) ενός στρώματος παρίσταται μέσω ενός ευθύγραμμου τμήματος που περνά από δυο τουλάχιστον σημεία τομής του επιπέδου επαφής (οροφής ή δαπέδου του στρώματος) με μια ισοϋψή καμπύλη. Είναι φανερό ότι όλα τα σημεία μιας παράταξης έχουν το ίδιο απόλυτο υψόμετρο. Έτσι, αν σε ένα χάρτη εμφανίζεται επιφάνεια επιπέδου στρώματος που τέμνει σε δυο σημεία την ισοϋψή των 700 μέτρων, η ευθεία που ενώνει τα δυο αυτά σημεία αποτελεί την παράταξη των 700 μέτρων του στρώματος αυτού. Για τη χάραξη των παρατάξεων ακολουθούμε τα παρακάτω βήματα: Προσδιορίζουμε σε ποια γραμμή επαφής θα εργασθούμε Προσπαθούμε να εντοπίσουμε ποιες ισοϋψείς γραμμές τέμνουν την επαφή μας. Εάν βρούμε δυο σημεία πάνω στην επαφή μας που τέμνονται από την ίδια ισοϋψή τότε μπορούμε να χαράξουμε μια ευθεία που είναι η γραμμή παράταξης της επαφής μας με υψόμετρο αυτό της ισοϋψούς. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ 4

5 Σχήμα 4. Κατασκευή γραμμών παράταξης Έχοντας μια παράταξη μπορούμε να κατασκευάσουμε και δεύτερη παράταξη έχοντας ένα μόνο σημείο τομής του επιπέδου επαφής (οροφής ή δαπέδου του στρώματος) με μια ισοϋψή καμπύλη φέρνοντας παράλληλη ευθεία από το σημείο αυτό προς την υπάρχουσα παράταξη. Η παράταξη αυτή βρίσκεται στο αντίστοιχο υψόμετρο με αυτό της ισοϋψούς Διεύθυνση και κλίση των γεωλογικών στρωμάτων Σχήμα 5. Διεύθυνση και κλίση ενός στρώματος ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ 5

6 Η διεύθυνση μέγιστης κλίσης (φορά κλίσης ενός στρώματος) είναι η γωνία η οποία σχηματίζεται μεταξύ της διεύθυνσης Βορράς Νότος και της καθέτου προς την παράταξη του στρώματος. Για να ορίσουμε τη διεύθυνση κλίσεως ενός στρώματος στο χάρτη, βρίσκουμε την παράταξη του στρώματος σε δυο διαφορετικά υψόμετρα. Η μια γραμμή παράταξης αντιστοιχεί στο μεγαλύτερο υψόμετρο ενώ η άλλη στο μικρότερο. Η διαδοχή τους μας δείχνει ότι το στρώμα βυθίζεται προς το σημείο που βρίσκεται η παράταξη που αντιστοιχεί στο μικρότερο υψόμετρο. Σχήμα 6. Η διεύθυνση κλίσης του στρώματος είναι προς τη δύση Η γωνία μέγιστης κλίσης είναι η γωνία που σχηματίζει το στρώμα με το οριζόντιο επίπεδο και κυμαίνεται από Για να προσδιορίσουμε την πραγματική κλίση ενός στρώματος κατασκευάζουμε δυο γραμμές παράταξης της ίδιας επιφάνειας επαφής του στρώματος. Για να βρούμε την τιμή της γωνίας επιλύουμε ως προς την εφαπτομένη (εφφ). υψομετρικ ή διαφορ ά μεταξύ των 2 παρατάξεων εφφ = κάθετη απόσταση μεταξύ των 2 παρατάξεων ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ 6

7 Από την εξίσωση αυτή βρίσκουμε τη γωνία που σχηματίζει το στρώμα με το οριζόντιο επίπεδο δηλαδή την πραγματική γωνία κλίσεως φ Πάχος στρώματος Το πραγματικό πάχος ενός στρώματος είναι η κάθετη απόσταση μεταξύ οροφής και δαπέδου του στρώματος. Κατακόρυφο πάχος ενός στρώματος είναι η τομή του στρώματος με ένα κατακόρυφο επίπεδο. Ανάλογα το πάχος των στρωμάτων τα χαρακτηρίζουμε ως λεπτοπλακώδη (στρώματα μικρού πάχους), μεσοπλακώδη (στρώματα μέσου πάχους) και παχυπλακώδη (στρώματα μεγάλου πάχους). Σχήμα 7. Πραγματικό (Π) και κατακόρυφο (Κ) πάχος των γεωλογικών στρωμάτων Προσδιορισμός του κατακόρυφου πάχους στρώματος Στο γεωλογικό χάρτη παρατηρούμε πολλές φορές ότι μια γραμμή παράταξης που ορίσαμε για το δάπεδο ενός στρώματος, π.χ. 400μ., προβάλλεται στην ίδια θέση και συμπίπτει με μια άλλη γραμμή παράταξης που όμως είναι γραμμή παράταξης της οροφής του ίδιου στρώματος αλλά σε διαφορετικό υψόμετρο, π.χ. 700μ. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ 7

8 Α Παράταξη των 700μ. για το δάπεδο και των 400μ. για την οροφή του στρώματος Β Β Γ Σχήμα 8. Προσδιορισμός κατακόρυφου πάχους του στρώματος Β Αυτό συμβαίνει γιατί η τομή των δυο αυτών επιφανειών με τα αντίστοιχα οριζόντια επίπεδα έτυχε να βρίσκεται στην ίδια κατακόρυφο. Τότε η υψομετρική διαφορά τους, δηλαδή 700μ. 400μ. δίνει το κατακόρυφο πάχος του στρώματος που ισούται με 300μ Προσδιορισμός του πραγματικού πάχους στρώματος Για να υπολογίσουμε το πραγματικό πάχος ενός στρώματος πρέπει πρώτα να υπολογίσουμε το κατακόρυφο πάχος του στρώματος καθώς και την πραγματική γωνία κλίσεως του στρώματος. Το πραγματικό πάχος το στρώματος δίνεται από την εξίσωση: Π = Κ * συνφ Όπου: Π = πραγματικό πάχος στρώματος Κ = κατακόρυφο πάχος στρώματος φ = πραγματική γωνία κλίσης του στρώματος ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ 8

9 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 3: ΓΕΩΛΟΓΙΚΟΙ ΧΑΡΤΕΣ - ΑΣΚΗΣΗ ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ: A.M.: ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 1. Στους 2 γεωλογικούς χάρτες που σας δίνονται: α) Να χαράξετε τις παρατάξεις που αντιστοιχούν σε κάθε γεωλογικό σχηματισμό. β) Να υπολογίσετε την πραγματική κλίση των γεωλογικών σχηματισμών Β, Γ, Δ του χάρτη 1 και του χάρτη 2 και να ορίσετε τη διεύθυνση κλίσης τους. γ) Να υπολογίσετε το κατακόρυφο και το πραγματικό πάχος των γεωλογικών σχηματισμών Γ και Ε του χάρτη 1 και των γεωλογικών στρωμάτων Β και Δ, του χάρτη 2. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ 9

10 Σχήμα 1. Γεωλογικός χάρτης ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ 10

11 Σχήμα 2. Γεωλογικός χάρτης ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ 11