Lettura delle mappe dettagliate della geologia del bedrock

mappa della geologia del bedrock
Leggi una spiegazione della mappa campione (pdf).
List of ONLINE bedrock maps

Cosa c’è sulle mappe?

Il bedrock, o ledge come viene talvolta chiamato, è alla base di tutte le parti della superficie terrestre. Di solito è sepolto dal suolo e dalla vegetazione, ma in luoghi come le cime delle montagne, le rive dei torrenti e i tagli stradali è spesso visibile alla superficie del terreno. Una mappa geologica del bedrock mostra la distribuzione e la disposizione dei tipi di roccia in un’area come se i materiali sovrastanti fossero stati rimossi.

Usi delle mappe

Le informazioni sulle mappe del bedrock sono generalmente rivolte ad un pubblico geotecnico o geologico professionale, e sono state interpretate e applicate in molti modi.

  • Uno dei primi e ancora più comuni usi delle mappe geologiche del bedrock è quello di aiutare un geologo nel dipanare la storia geologica di una regione. Il bedrock conserva una registrazione degli eventi geologici – sedimentazione, tettonismo, attività ignea e altri – che hanno avuto luogo nel passato (a volte) molto lontano e (a volte) molto recente.
  • Un altro uso è quello di identificare la distribuzione delle risorse minerali economicamente significative del Maine, come ferro, piombo, zinco, rame, nichel, argento e oro. I geologi di esplorazione o i collezionisti di minerali alla ricerca di minerali metallici, minerali industriali o pietre preziose possono essere interessati a specifici tipi di roccia che possono contenere i minerali di interesse.
  • Ogni attività significativa nel sottosuolo, come gli scavi per le fondamenta degli edifici, l’installazione dei basamenti dei ponti o dei pali elettrici, l’estrazione della ghiaia o la perforazione dei pozzi d’acqua può incontrare il bedrock. Una mappa del bedrock è la previsione del geologo di quale tipo di roccia si incontrerà sotto la superficie in base alle esposizioni superficiali osservate.
  • Le cave, sia per la pietra da costruzione come il granito o per l’aggregato di roccia frantumata con particolari caratteristiche di resistenza, sono meglio situate in tipi di roccia appropriati. Le mappe del bedrock sono utili per collocare queste cave.
  • Gli ingegneri che pianificano strade o percorsi di linee di trasmissione possono usare le mappe del bedrock insieme alle mappe geologiche superficiali per vedere dove valli, creste e colline sono controllate strutturalmente dal bedrock poco profondo piuttosto che da depositi non consolidati.
  • La chimica del suolo, importante per l’agricoltura e l’ecologia naturale delle piante, è legata alla composizione del bedrock perché l’erosione della roccia contribuisce alla formazione del suolo.
  • Le informazioni sulle faglie e sulle fratture del bedrock sono utili quando si valuta il rischio sismico a lungo termine per l’energia nucleare e altre strutture critiche nel nord-est.
  • Con una grande percentuale di residenti del Maine che bevono acqua da pozzi di bedrock, la comprensione del flusso e della chimica dell’acqua nel bedrock fratturato e l’effetto della composizione del bedrock sulla chimica dell’acqua sta diventando sempre più importante. L’acqua dei pozzi perforati nel bedrock può contenere ferro disciolto, manganese, calcio o altri costituenti indesiderati che si presentano naturalmente in concentrazioni più elevate in alcune rocce che in altre. Il flusso delle acque sotterranee nel bedrock, rilevante per l’approvvigionamento idrico e i problemi di trasporto dei contaminanti, è controllato in modo complicato dalla struttura della roccia, compresa la stratificazione litologica, la foliazione metamorfica, le pieghe, le dighe e le fratture, ognuno dei quali può essere indicato dai simboli sulla mappa.

Definizioni

A un livello, le mappe del bedrock sono relativamente semplici da leggere – ogni colore distintivo o modello rappresenta un diverso tipo di roccia o un tipo di roccia di una diversa età. Ad un altro livello, le mappe del bedrock sono probabilmente le mappe più difficili da capire per i profani. Le spiegazioni sono spesso piene di terminologia tecnica. Ecco alcuni glossari online che vi aiuteranno a definire alcune delle parole che vedete su queste mappe:

  • Glossario di Geologia – GeologyLink
  • Glossario dei termini di rocce, minerali e gemme – Mineral and Gemstone Kingdom
  • Dizionario di Geologia – Iverson software

Consigli per la lettura delle mappe – Confini di unità geologiche

Cosa sono le aree colorate sulla mappa?

Immagina la superficie della Terra con tutta la vegetazione, il suolo e le strutture artificiali rimosse. Rimarrebbe solo la superficie del bedrock. Ogni area con un colore o un disegno diverso su una mappa del bedrock rappresenta un diverso tipo di roccia o un tipo di roccia di un’età diversa (diverse “unità geologiche”). La linea che separa un tipo di roccia da un altro o rocce di età diverse è ciò che i geologi chiamano “contatto”.


sezione di una mappa dettagliata del bedrock che mostra i contatti tra unità rocciose e informazioni strutturali

Figura 1.

Quanto sono accurati i confini delle unità?

Nel Maine, poiché il bedrock è generalmente esposto in meno del 5% di una data area, è necessaria una notevole interpretazione da parte del geologo quando traccia la linea che separa le diverse unità geologiche. Il geologo raccoglie informazioni sul tipo di roccia, la mineralogia e la struttura nel maggior numero possibile di esposizioni di bedrock (“outcrops”), le traccia su una mappa topografica e traccia le linee di contatto tra le varie unità geologiche. Più osservazioni ci sono in un’area, più accurata è la posizione del contatto geologico. Il tipo di linea che mostra il contatto può anche indicare l’accuratezza (Figura 2; vedi la domanda sotto su “Cosa rappresentano i diversi tipi di linee?”).


sezione della mappa geologica del letto, la linea continua indica la posizione più accurata, la linea tratteggiata è approssimativa, la linea tratteggiata è dedotta

Figura 2. Una parte della mappa della geologia del bedrock del quadrangolo di Limington. Ogni simbolo mostrato sulla mappa rappresenta un’osservazione in un affioramento di roccia. Più osservazioni in un’area, più accurata è la posizione del contatto geologico. In questo esempio, il tipo di linea che rappresenta il contatto indica anche la precisione: tratteggiata = dedotta; tratteggiata = approssimativamente localizzata; e solida = ben localizzata.

Come si estendono i tipi di roccia nel sottosuolo?

Lo schema delle rocce mostrato su una mappa del bedrock rappresenta i tipi di roccia in superficie. La struttura tridimensionale del bedrock dipende dalla forma delle unità geologiche, dal loro spessore e dal loro orientamento. Parte del processo di mappatura geologica consiste nel misurare l’orientamento delle unità geologiche. Questa informazione è mostrata in molti dei simboli sulla mappa (vedi la domanda sotto “Cosa rappresentano i simboli della mappa?”). Usando queste osservazioni, insieme alla distribuzione delle unità geologiche in superficie, un geologo può interpretare la struttura tridimensionale.


sezione trasversale del bedrock

Figura 3. Porzione del quadrangolo di geologia bedrock di Portland West. La sezione trasversale a destra è disegnata lungo la linea di traversata mostrata in blu sulla mappa a sinistra. La sezione trasversale mostra l’interpretazione schematica del geologo di come gli strati di roccia si estendono nel sottosuolo.

Per un’interpretazione visiva e informativa delle strutture rocciose, visita GeoBlocks 3D, un sito di geologia strutturale creato da Steve Reynolds, professore di geologia alla Arizona State University.

Il modello dei confini della roccia dice qualcosa sulla storia geologica del quadrante?

La distribuzione dei tipi di roccia e le rocce di età diverse mostrate su una mappa del bedrock insieme all’interpretazione della struttura tridimensionale del bedrock sono gli elementi chiave per dedurre la storia geologica di una regione. Come menzionato sopra, il bedrock conserva una registrazione degli eventi geologici che hanno creato e modificato le unità geologiche che vediamo (e mappiamo) oggi. Possono parlarci di un lungo periodo di deposizione di sedimenti sul fondo di un antico oceano, seguito da un periodo di costruzione di montagne e di erosione, o di massicce eruzioni vulcaniche e dell’intrusione di masse di roccia igea fusa. Con la “lettura delle rocce” per identificare questi eventi e le loro età relative, il geologo può mettere insieme la storia geologica di una regione. Con l’aiuto delle tecniche usate per determinare le età assolute delle unità geologiche, il geologo può costruire il tipo di storia geologica descritta nella Bedrock Geologic History of Maine.

Suggerimenti per la lettura delle mappe – Simboli delle mappe

Cosa significano le etichette delle unità geologiche?

Ci sono due parti in un’etichetta di unità geologica: le lettere maiuscole all’inizio che rappresentano l’età geologica; e le lettere minuscole alla fine che rappresentano l’unità geologica. L’unità geologica è comunemente un’abbreviazione del nome di una “formazione” o “membro”. Una descrizione del tipo di roccia (arenaria, calcare, granito, basalto) può essere trovata nella spiegazione della mappa. Per esempio, “Oce” sta per la Formazione di Cape Elizabeth dell’Ordoviciano (~440 milioni di anni), uno scisto grigio a grana fine – un tipo di roccia metamorfica (Figura 4).

Rocce stratificate Rocce intrusive
simboli delle unità del campione per rocce stratificate simboli di unità bedrock campione per rocce intrusive

Figura 4. Esempi di etichette di unità geologiche. Le etichette per le rocce stratificate sono di solito abbreviazioni dell’età e della formazione della roccia. Oce – Formazione ordoviciana di Cape Elizabeth. SOar – Siluriano-Ordoviciano Appleton Ridge Formation. Le etichette per le rocce intrusive sono di solito abbreviazioni dell’età e del tipo di roccia. Dg – Granito devoniano. DSbg – granito di biotite devoniano-siluriano.

Cosa rappresentano i simboli della mappa?

Ogni simbolo della mappa rappresenta un’osservazione in un affioramento di roccia. Quindi, al livello più elementare, i simboli danno un’idea dell’estensione del bedrock esposto nel quadrangolo. Ogni tipo di simbolo rappresenta un tipo specifico di osservazione, per esempio l’incidenza e l’inclinazione del letto o della foliazione, la tendenza e l’inclinazione degli assi delle pieghe e delle cerniere, le lineazioni, e molti altri. Queste misure rappresentano i dati strutturali di base usati dal geologo per interpretare la posizione dei contatti geologici sulla mappa e la struttura tridimensionale del bedrock.
I simboli possono anche rappresentare un tipo di roccia troppo piccola da mostrare come unità geologica discreta (per esempio, un dike igneo o vene di quarzo), o la presenza di un particolare minerale (Si – sillimanite o And – andalusite o Ky – cianite).


sezione della mappa geologica del bedrock con simboli strutturali

Figura 5. Porzione della mappa geologica del bedrock del quadrangolo di Searsmont.

Cosa rappresentano i diversi tipi di linee?

I tipi di linee mostrati sulla mappa hanno tutti significati diversi. Alcune rappresentano il contatto tra diverse unità geologiche; altre possono rappresentare strutture geologiche come faglie che possono separare unità geologiche o verificarsi all’interno di un’unità geologica. In generale, ogni linea può essere punteggiata, tratteggiata o piena. Questo rappresenta la fiducia del geologo nella posizione della linea: tratteggiata = dedotta; tratteggiata = approssimativamente localizzata; e solida = ben localizzata. I diversi pesi e stili delle linee sulla mappa rappresentano i contatti (il confine tra tipi di roccia adiacenti); le faglie (la superficie dove le rocce si sono fratturate e spostate l’una contro l’altra); le cerniere delle pieghe (la linea di massima curvatura dove le rocce sono state distorte o “piegate”), le isogradi metamorfiche (che separano le rocce che sono state seppellite a diverse profondità e riscaldate a diverse temperature), e altri.

Suggerimenti per la lettura delle mappe – Spiegazione delle mappe

Come si possono tradurre le descrizioni delle unità?

Il sistema usato per nominare le unità geologiche su una mappa delle rocce è vecchio come, beh, come alcune delle unità geologiche stesse… Beh, non proprio, ma risale in parte all’Inghilterra del XVII secolo. La prima vera mappa geologica del bedrock risale a questo periodo (fate riferimento al libro di Simon Winchester intitolato The Map that Changed the World: William Smith e la nascita della geologia moderna). Le rocce mostrate su questa mappa prendevano il nome dai luoghi dove erano state riconosciute per la prima volta o dove c’erano esposizioni particolarmente buone della roccia. Questa tradizione è continuata fino ad oggi – per esempio il simbolo Oce descritto sopra.

Questo può portare ad alcuni problemi. Per esempio, quando due geologi mappano la loro strada in una zona da direzioni diverse. In questo caso la stessa unità geologica può finire con nomi diversi. Il più delle volte prevarrà il nome più vecchio, ma non sempre. A seconda del livello di dettaglio della mappatura (o del livello di animosità tra i geologi), possono semplicemente accordarsi per non essere d’accordo e la roccia sarà chiamata con un nome in una parte dello Stato e con un altro nome in un’altra parte dello Stato. Oppure, possono mettere insieme le loro teste e trovare un nome completamente nuovo.

C’è anche una gerarchia di unità geologiche. L’unità geologica di base è una “formazione”, che è definita come un’unità di roccia con un aspetto distintivo – i geologi possono distinguerla dalle unità di roccia circostanti. Le formazioni possono contenere “membri” (suddivisioni dell’unità rocciosa della formazione), e possono essere esse stesse parte di un “gruppo”.

Come risultato, le descrizioni delle unità rocciose nella spiegazione della mappa possono essere molto complesse. Si consideri il seguente estratto dalla mappa geologica del bedrock del quadrangolo Portland West.

  • MERRIMACK GROUP
    • Berwick Formation. Gneiss e granofels di quarzo-plagioclasio biotite a grana media grigio fine, migmatizzati e non migmatizzati, con gneiss o granofels di calcosilicato grigio medio chiaro in misura minore.
    • Formazione di Eliot. Fillite di quarzo-plagioclasio-biotite a grana fine, di colore grigio medio con abbondante carbonato ai gradi più bassi, minerali di calcosilicato (clinozoisite, sfene, diopside e raramente grossolano) ai gradi più alti di metamorfismo; con fillite grigio scuro intercalata. La formazione è fortemente cesoiata in tutto il suo insieme.

In termini profani, si potrebbe leggere la spiegazione della Formazione Eliot come segue:

Formazione Eliot (nome della formazione). A grana fine (la roccia è composta da piccoli grani di minerale) buff-weathering (quando è esposta alle intemperie in superficie, la roccia appare di colore buff), grigio medio (se si scheggia la superficie della roccia, la superficie non erosa sarebbe grigia) quarzo-plagioclasio-biotite (i principali minerali costituenti della roccia) fillite (una roccia metamorfica) con abbondante carbonato (contiene minerali carbonati) ai gradi più bassi (basso grado di metamorfismo), minerali calcosilicati (clinozoisite, sfene, diopside, e raramente grossolano) (minerali formati durante il metamorfismo) ai gradi più alti di metamorfismo (metamorfismo più intenso); con phyllite grigio scuro intercalata (contiene strati di phyllite grigio scuro). La formazione è fortemente cesoiata (la struttura interna della roccia è cesoiata – causata dal metamorfismo).

Suggerimenti per la lettura delle mappe – mappe correlate

C’è qualche informazione sul bedrock su altre mappe pubblicate dal Survey?

La profondità del bedrock e la posizione degli affioramenti di bedrock sono mostrati su diverse altre serie di mappe. Le seguenti serie di mappe hanno questo tipo di informazioni: materiali superficiali – profondità del bedrock e posizione degli affioramenti, acquiferi significativi di sabbia e ghiaia – profondità del bedrock e posizione degli affioramenti, risorse idriche sotterranee del bedrock – profondità del bedrock dai log dei pozzi, e geologia superficiale – posizione degli affioramenti.

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