Sign In

קביעת אוריינטציה מרחבית של שכבות סלע עם מצפן ברנטון

Overview

מקור: המעבדה של אלן לסטר - אוניברסיטת קולורדו בולדר

רוב יחידות הסלע מציגות צורה כלשהי של משטחים מנוונים או תכונות ליניאריות. דוגמאות כוללות מצעים, תקלה, שבר ומשטחים משותפים, וצורות שונות של עלווה ויישור מינרלי. הכיוון המרחבי של תכונות אלה יוצר את הנתונים הגולמיים הקריטיים המשמשים להגבלת מודלים המתייחסים למקור ולעיוות שלאחר מכן של יחידות סלע.

למרות שכעת, יותר ממאה שנה מאז המצאתו והכנסתו, מצפן ברנטון (איור 1) נותר כלי מרכזי בארסנל ציוד השדה של הגיאולוג המודרני. זהו עדיין הכלי העיקרי המשמש ליצירת נתוני שדה לגבי הכיוון הגיאומטרי של משטחי סלע מ planar או תכונות סלע ליניאריות. מדידות כיוון אלה נקראות שביתה וטבילה, ומספקות את הנתונים הבסיסיים ליצירת מפות גיאולוגיות. יתר על כן, מצפן ברנטון יכול גם לתפקד כמצפן מסורתי לתרגילי מיקום וטריאנגולציה. לבסוף, זה יכול לשמש גם כמעבר כיס למדידת גבהים זוויתיים.

Figure 1
איור 1. המצפן של ברנטון.

Principles

רוב שכבות הסלע (שכבות מ משקעים, שכבות מציתות או פסים/עלווה מטמורפיים) יכולות להיות מתוארות כמשטח מטען בחלל. ככזה, פני השטח יש סטייה זוויתית מאופקית של כל מקום בין 0° ל 90°. סטייה זוויתית זו ידועה בשם "מטבל"(איור 2). לכל משטחי הסלע בעלי טבילה של יותר מ-0° יש צומת ליניארי עם מישור אופקי דמיוני, וכיוון המצפן של אותה צומת ליניארי (הקו שנוצר על ידי הצומת של שכבת הסלע ומישור אופקי) מכונה "שביתה"(איור 3).

כדי לקבוע את השביתה והטבילה של משטח סלע, מצפן ברנטון חייב להיות מוכן כראוי ולאחר מכן מיושר עם פני השטח להיות מוערך.

Figure 2
איור 2. הטבילה, או הסטייה מהאופקי, של תכונה גיאולוגית.

Figure 3
איור 3. השביתה, או הסטייה מצפון, של תכונה גיאולוגית.

Procedure

1. הכנה

  1. בדוק אם יש תנועת מחט בחינם. ודא שהמחט אינה מונפשת כאשר היא מוחזקת במישור האופקי. מצפנים מסוימים כוללים לחצני מגביל שמחזיקים את המחט במקומה, ואם קיימים, בדוק כי לחיצה על המגבלה אינה מזיזה את המחט.
  2. בדוק את "בועת עין השור" מרכז והמשכיות. בועה זו היא אחת משתי בועות פילוס ומשמשת לקביעת אופקיות המצפן. הבועה השנייה משמשת למדידות נטייה.
  3. בדוק אם יש הגדרת ירידה מגנטית נכונה. מאחר שהקטבים המגנטיים והגיאוגרפיים של כדור הארץ אינם מקריים, על מנת להעריך במדויק את כיווני המצפן (ביחס לצפון האמיתי) יש להגדיר את סיכת הירידה לירידה המגנטית הנכונה למיקום השימוש.

2. להקים משטח מייצג מתאים למדידה

  1. בתחום, גיאולוג חייב להקים משטחים מייצגים מתאימים למדידה. הרעיון הוא להעריך את הכיוון הכולל של התכונה המוערכת (מצעים, מפרקים, עלווה וכו ') במיקום מסוים זה. אחת הדרכים הפשוטות ביותר לעשות זאת היא למקם מחברת או לוח על הסלע באוריינטציה ממוצעת וייצוגית זו.
    בהדגמת מעבדה, כל משטח שטוח יכול לשמש כמשטח מייצג (לוח / דגם על שולחן, או אלמנט אדריכלי של בניין).

3. הגדר את המצפן על פני השטח

  1. לאחר מכן, הקצה התחתון של מצפן ברנטון מוגדר על פני השטח, כך שהקצה כולו סומק עם פני השטח.

4. מרכז את "בועת עין השור"

  1. מבלי לקחת חלק מקצה זה מפני השטח (טעות נפוצה) מצפן ברנטון מסתובב עד "בועת עין השור" מרוכז.

5. קרא את הכיוון הזימיתי, או מדוד שביתה

  1. על ידי מיקוד בועת העין של השור, מצפן ברנטון הופך מיושר במישור האופקי, וזה מאפשר לקרוא את הכיוון האזימית של הקו שנוצר על ידי הצומת של משטח הסלע ואת אופקי -כלומר ההגדרה של "שביתה".
    הערה: על פי שביתת המוסכמות נמדדת ברביע הצפוני. לדוגמה, כיוון S30degE (30° ממזרח לדרום בשל) ידווח כ- N30W.

6. למדוד טבילה

  1. השלב האחרון הוא למדוד טבילה. זה נמדד בניצב לכיוון השביתה ומוגדר כסטייה זוויתית של פני השטח מאופקי. לדוגמה, שכבת סלע כמעט אנכית עשויה להיות בעלת ערך טבילה של 85SE, מה שמצביע על כך שהמשטח טובל ב-85° מהאופקי, בכיוון דרום-מזרח.
    הערה: כיוון הטבילה ניתן במובן הכללי (NE, SE, SW, NW) מכיוון שהכיוון המדויק שלו הוא תמיד 90° מהשביתה.
Results

סט של נתוני שביתה וטבילה לשכבת סלע שאינה טובלת כולל מגוון ערכים. הדיוק של מדידה אחת קשור, כמובן, לשגיאות מצפן מכניות ולחוויה של המשתמש המצפן. הדיוק של הניתוח הסופי תלוי באחדות של פני השטח הטבעיים (לרבות שכבות סלע "שטוחות" בעלות מידה מסוימת של גלגולי שטח טבועים) ובמספר המדידות הכולל שנלקחו.

נתוני שביתה וטבילה נרשמים בתחילה במחברות שדות ולאחר מכן מועברים לטופס טבלאי, ובסופו של דבר למפות גיאולוגיות(איור 4). כל המפות הגיאולוגיות מציגות את הגבולות בין יחידות הסלע, ותוני השביתה והטבילה (סמלי מוט ומקל) מספקים את הרכיב התלת מימדי, המתאר את הכיוון המרחבי של כל יחידת סלע.

שביתה וטבילה של מצעים, הסוג הנפוץ ביותר של נתוני כיוון סלע, מוצג במיקום מסוים עם סמלים כמו אלה להלן.

מלבד שביתה וטבילה של מצעים, יש סוגים רבים אחרים של תכונות סלע מ planar ו / או ליניאריות שיש להם שביתה וטבילה וחלקם מוצגים באיור 5.

Figure 4
איור 4. שביתה וטבילה של מצעים על המפה. שביתה וטבילה של מצעים, הסוג הנפוץ ביותר של נתוני כיוון סלע, מוצג במיקום מסוים עם סמלים כמו אלה להלן.

Figure 5
איור 5. מפתח מפת שביתה וטבילה. מפתח מפה עבור מנר ו / או סלע תכונות הדגמת שביתה וטבילה.

Application and Summary

גיאולוגים שואפים להבין את כדור הארץ בארבעה ממדים. המטרה היא לפרש את מבנה הסלעים על פני השטח, בתת הקרקע ובזמן. מידע שביתה וטבילה שנוצר על ידי מצפן ברנטון הוא נקודת המוצא שבה גיאולוגים יוצרים מפות גיאולוגיות, ואז ניתן להשתמש במפות אלה כדי ליצור דיאגרמות חתך, המציגות את המבנים בתת הקרקע(איור 6).

הבנת מבני סלע בשלושת הממדים המרחביים וגם לאורך זמן מספקת חלון על ההתפתחות הפיזית של כוכב הלכת שלנו. בנוסף, ידע מסוג זה הוא מרכזי ביישומים תעשייתיים וכלכליים רבים. דוגמה אחת היא זיהוי של עיוותי סלעים, שבהם שכבות התכופפו בכיפות או במבנים מתקפלים הנקראים תעלולים - וזה בשיאם של מבנים אלה שהנפט והגז אוספים לעתים קרובות.

Figure 6
איור 6. חתך גיאולוגי. חתך גיאולוגי הוא ייצוגים של גיאולוגיה תת קרקעית. הקו (D-D') במפה הוא הקו שלאורך חתך הרוחב צויר. ניתן לראות קו נגדים, קווי סינכרון ותקלות בסעיפים צולבים.

Tags

Skip to...

0:00

Overview

0:59

Principles of the Brunton Compass

1:49

Setup of the Brunton Compass

2:42

Collection of Measurements

3:52

Results

4:33

Applications

5:18

Summary

Videos from this collection:

article

Now Playing

קביעת אוריינטציה מרחבית של שכבות סלע עם מצפן ברנטון

Earth Science

25.5K Views

article

שימוש במפות טופוגרפיות ליצירת פרופילים טופוגרפיים

Earth Science

32.1K Views

article

ביצוע חתך רוחב גיאולוגי

Earth Science

47.0K Views

article

תכונות פיזיות של מינרלים I: גבישים ומחשוף

Earth Science

51.6K Views

article

תכונות פיזיות של מינרלים II: ניתוח פולימינרלי

Earth Science

38.0K Views

article

סלע וולקני מצית

Earth Science

39.7K Views

article

סלע פולשני

Earth Science

32.3K Views

article

סקירה כללית של ניתוח סמנים ביולוגיים bGDGT עבור פליאוקלימטולוגיה

Earth Science

5.4K Views

article

סקירה כללית של ניתוח סמנים ביולוגיים אלקונון עבור פליאות'רמומטריה

Earth Science

7.2K Views

article

הפקת סוניקציה של סמנים ביולוגיים שומנים ממ משקעים

Earth Science

8.8K Views

article

הפקת סוקסילט של סמנים ביולוגיים שומנים ממ משקעים

Earth Science

18.5K Views

article

הפקת סמנים ביולוגיים משקעים - מיצוי ממס מואץ

Earth Science

9.0K Views

article

המרה של חומצת שומן מתיל אסטרים על ידי Saponification עבור Uk '37 פליאותרמיה

Earth Science

10.1K Views

article

טיהור תמצית שומנים כוללת עם כרומטוגרפיה של עמוד

Earth Science

12.4K Views

article

הסרת תרכובות מסועפות ומחזוריות על ידי תוספת אוריאה עבור Uk '37 פליאות'רמומטריה

Earth Science

6.4K Views

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved