Để vẽ mặt cắt địa chất thể hiện được các lớp nằm nghiêng phải chọn hướng sao cho thể hiện đúng thế nằm của lớp, đồng thời chọn tỷ lệ đứng và ngang của mặt cắt cho phù hợp. Ngồi ra, phải phân biệt thế nằm bình thường và thế nằm đảo để vẽ đúng cấu trúc và chiều dày thật của lớp.
5.2.9.1. Chọn hướng mặt cắt.
Cũng như đối với các lớp nằm ngang, việc chọn hướng mặt cắt đối với vùng cĩ các lớp nghiêng phải đảm bảo cĩ tính tổng quát, cắt qua các lớp nghiêng sao cho thể hiện được đúng dạng nằm của chúng.
Phương của mặt cắt so với đường phương và đường dốc của lớp là một vấn đề rất quan trọng. Nếu phương của mặt cắt vuơng gĩc với đường phương thì gĩc dốc và bề dày của lớp là thật. Nếu phương của mặt cắt song song với đường phương thì các lớp cĩ vị trí nằm ngang (H6.24). Trường hợp phương của mặt cắt chéo gĩc với đường phương thì gĩc dốc của lớp trên mặt cắt nhỏ hơn gĩc thật, bề dày các lớp trên mặt cắt sẽ là bề dày biểu kiến và lớn hơn bề dày thật.
5.2.9.2. Chọn tỷ lệ đứng và ngang.
Khi vẽ mặt cắt lớp nằm nghiêng nếu lấy tỷ lệ đứng và ngang bằng nhau (cĩ thể giống hoặc khác với tỷ lệ bản đồ) thì gĩc dốc của lớp sẽ là gĩc thực.
Trong trường hợp khi mặt cắt qua vùng cĩ các lớp mỏng mà gĩc dốc lại nhỏ, hoặc vừa cĩ lớp nghiêng và lớp nằm ngang mà chiều dày nhỏ thì phải tăng tỷ lệ đứng. Khi đã tăng tỷ lệ đứng lên so với tỷ lệ ngang, thì gĩc dốc lớp sẽ thay đổi và lớn hơn gĩc dốc thật, thế nằm của lớp sẽ bị sai lệch khơng đúng với thực tế. Do vậy khi vẽ mặt cắt cố gắng tránh tăng tỷ lệ đứng mà giữ tỷ lệ đứng bằng tỷ lệ ngang.
5.2.9.3. Thể hiện các lớp lên mặt cắt.
Cuối cùng để thể hiện các lớp nằm nghiêng lên mặt cắt, ta bắt đầu vẽ từ giao điểm của đường cắt với ranh giới địa chất dĩng lên đường địa hình.
Để thể hiện đúng cấu trúc của lớp nằm nghiêng cần làm theo các bước: chọn phương mặt cắt, chọn tỷ lệ đứng và ngang cho phù hợp, hiệu chỉnh gĩc dốc nếu cĩ và đảm bảo vẽ đúng chiều dày thật của lớp theo tỷ lệ đã chọn. Khi vẽ phải thể
hiện các ranh giới thành tạo địa chất và mối quan hệ giữa chúng, đảm bảo chiều dày ổn định của cùng một lớp ở trên mặt cũng như ở dưới sâu, ở những lớp bị dịch chuyển. …
Thế nằm bình thường và thế nằm đảo:
Trong thực tế địa chất ở vị trí nghiêng của các lớp cĩ hai trường hợp khác nhau: thế nằm bình thường và thế nằm đảo.
Lớp nằm nghiêng bình thường là lớp nghiêng khi nĩc (mái) nằm trên đáy (tường), lớp trẻ nằm trên lớp cổ, gĩc dốc nhỏ hơn 900.
Khi gĩc dốc của lớp lớn hơn 900, lúc đĩ gĩc dốc của lớp nhỏ lại và lớp cĩ thế nằm đảo. Vậy lớp cĩ thế nằm đảo cĩ đáy nằm trên nĩc, lớp đá cổ nằm trên lớp đá trẻ. Thế nằm đảo là thế nằm của các lớp bị biến dạng mạnh, những lớp như thế thường gặp ở vùng cĩ hoạt động kiến tạo mạnh mẽ.
Đối với các lớp nghiêng, việc xác định đặc điểm thế nằm là rất quan trọng. Nghiên cứu chính xác thế nằm bình thường và thế nằm đảo giúp ta xác định chính xác vị trí của nĩc, đáy của một địa tầng, thứ tự sắp xếp của các lớp trong mặt cắt, tính được chính xác bề dày thật của lớp.
Phân biệt thế nằm bình thường và thế nằm đảo dựa vào các đặc điểm sau
đây:
1 – Dựa vào tuổi của các lớp đá: Khi đĩ thế nằm bình thường là thế nằm mà các lớp đá nằm trên cĩ tuổi trẻ hơn các lớp nằm dưới và ngược lại là thế nằm đảo. (H6.26 IA và IB).
2 – Dựa vào sự phân bố các vật chất vụn nát trong các lớp cĩ thể xác định được tính chất của thế nằm: Do sự thay đổi rõ rệt từ trạng thái yên tĩnh sang trạng thái chuyển động trong mơi trường nước làm xuất hiện các lớp trầm tích thơ như cát, cuội nằm trên mặt bào mịn giữa tầng của các đá hạt mịn cĩ trước. Đối với thế nằm bình thường thì lớp trầm tích hạt thơ nằm trên mặt bào mịn, cịn thế nằm đảo thì trên mặt bào mịn giữa tầng là lớp đá hạt mịn hơn. (H6.26 IIA và IIB).
3 – Trong các lớp nằm ngay trên mặt bào mịn giữa tầng thường thấy những thấu kính hay vật liệu vụn thơ tập trung khơng đều đặng tạo thành những túi trên mặt khơng chỉnh hợp. Ở thế nằm bình thường thì những túi vật liệu vụn thơ nằm trên
mặt bào mịn, cịn ở thế nằm đảo thì nằm dưới mặt bào mịn. (H6.26 IIIA và IIIB).
4 – Nghiên cứu tính phân lớp xiên cũng cĩ thể giúp cho việc phân biệt thế nằm thế nằm bình thường và thế nằm đảo. Đặc tính của phân lớp xiên là: trong một lớp cĩ phân lớp xiên thì phần dưới lớp các thớ lớp nghiêng thoải, cịn ở nĩc các thớ lớp bị cắt cụt do bào mịn. Ở thế nằm bình thường thớ lớp bị cắt cụt nằm ở phía trên, cịn ở thế nằm đảo thế lớp bị cắt cụt ở phía dưới. (H6.26 IVA và IVB).
5 – Dựa vào bề mặt tiếp xúc giữa hai lớp: thường lớp đá nằm trên xuyên vào lớp đá nằm dưới bị nứt nẻ do trầm tích co lại hay khơ đi, rồi sau đĩ các khe nứt bị trầm tích ở trên lấp đầy ở thế nằm bình thường, cịn thế nằm đảo – bề mặt khe nứt nằm ở phía trên. (H6.26 VA và VB).
6 – Đối với các lớp dung nham thường khĩ xác định, do vậy cần phải dựa vào hình dạng đặc biệt của mặt ngồi dung nham sau khi nguội, hoặc nĩc lớp cĩ nhiều bọt khí hay lỗ hổng để phân biệt. Trường hợp đầu sẽ tạo bề mặt cĩ nhiều gối xếp kề nhau cịn trường hợp sau sẽ tạo nên một riềm cĩ nhiều bọt khí và lỗ hổng. Trong trường hợp thế nằm bình thường thì bề mặt này hướng lên trên cịn ở htế nằm đảo thì ngược lại.
5.2.10. Xác định cột địa tầng của lớp nghiêng. 5.2.10.1. Nhiệm vụ của cột địa tầng.
Cột địa tầng của các lớp đá nằm nghiêng thể hiện thứ tự thành tạo các lớp, chiều dày của mỗi lớp biểu hiện cho một thành tạo địa chất, tuổi và kiểu tiếp xúc giữa chúng.
Cĩ thể thành lập cột địa tầng từ thực địa hoặc theo bản đồ địa chất.
5.2.10.2. Nội dung cột địa tầng.
Cột địa tầng phải phản ánh được tất cả các lớp đá – các thành tạo địa chất theo trình tự tuổi từ cổ đến trẻ cĩ mặt trong vùng nghiên cứu và thể hiện bề dày thật của chúng. (H 6.27)
Việc xác định bề dày thật của chúng được tiến hành dựa trên mặt cắt địa chất.
5.2.10.3. Xác định chiều dày thật của lớp.
Trên hình 6.17 là bản đồ địa chất của khu vực đá cĩ thế nằm đơn nghiêng cĩ đường phương ổn định. Để xác định chiều dày thật của lớp ta vẽ mặt cắt địa chất theo đường AB vuơng gĩc với đường phương của lớp, cắt qua các địa tầng cĩ tuổi khác nhau.
Khi gĩc dốc của lớp thay đổi theo phương khơng vuơng gĩc với đường
phương lớp ở các vết lộ riêng biệt.
Trong thực tế, thường gặp mặt cắt qua các điểm lộ riêng biệt cĩ gĩc dốc thay đổi theo phương khơng vuơng gĩc với đường phương lớp. Do vậy muốn xác định chiều dày thật của lớp để thành lập cột địa tầng trong trường hợp này cần phải cĩ những phương pháp riêng.
Để giải quyết trường hợp này cần tiến hành như sau: Đầu tiên đưa ranh giới lớp lên đường mặt cắt một cách chính xác như phương pháp đã mơ tả ở trên theo tỉ lệ đã định. Sau đĩ sử dụng khái niệm “bán kính độ cong” của lớp (là đường
Hình 6.17: Thành lập cột địa tầng bình thường (a) của lớp nghiêng theo bản đồ và mặt cắt (b)
a/
bề mặt địa hình, vẽ các đường cung song song của ranh giới các lớp trên mặt cắt tuỳ theo sự biến đổi của gĩc dốc, giả thiết chiều dày của lớp khơng thay đổi và cuối cùng làm trơn và uốn sao cho phù hợp với sự biến đổi gĩc dốc của các lớp, đảm bảo chiều dày của lớp khơng thay đổi).
Khi uốn trơn các lớp thì từ các điểm đo gĩc dốc trên đường mặt cắt vẽ các đường vuơng gĩc tại nĩc và đáy lớp. Từ giao điểm của hai đường vuơng gĩc kế cận (được xem như là tâm) vẽ lên mặt cắt ranh giới các lớp dưới dạng các cung. Mỗi một lớp cĩ một cung ứng với bán kính của mình tính từ giao điểm của hai đường vuơng gĩc nằm kế cận tại vết lộ ranh giới lớp.
Nếu mặt cắt được vẽ từ điểm lộ đá trẻ cĩ gĩc dốc nhỏ đến vết lộ đá cổ cĩ gĩc dốc lớn hơn thì tâm của các cung nằm ở phía nĩc các lớp, tức phía trên mặt cắt.
Nếu mặt cắt đi từ các vết lộ đá trẻ cĩ gĩc dốc lớn hơn đến đá trẻ cĩ gĩc dốc bé thì tâm của các cung sẽ nằm dưới đường cắt, nghĩa là trong mặt cắt. Ranh giới giữa các lớp song song và chuyển từ sườn này sang điểm uốn qua sườn khác.
Khi tỷ lệ đứng tăng.
Đối với các lớp nằm nghiêng nhiều khi người ta khơng xác định chiều dày của lớp trên mặt cắt địa chất theo đường dốc của lớp mà xác định chiều dày trên mặt cắt cĩ tăng tỷ lệ đứng.
Trên mặt cắt khơng vuơng gĩc với đường phương lớp thì gĩc cắm và bề dày lớp khơng phải là thực. Gĩc giữa hướng dốc của lớp và đường mặt cắt càng lớn thì gĩc dốc càng nhỏ, tất cả các lớp đều cĩ gĩc dốc nhỏ hơn 900, trên mặt cắt song song với đường phương lớp sẽ nằm ngang, cịn chiều dày lớp sẽ là chiều thẳng đứng. Nếu gĩc giữa hướng dốc và đường mặt cắt khơng quá 200 thì gĩc dốc biểu kiến trên mặt cắt khơng khác nhiều so với gĩc dốc thực.
Khi lập mặt cắt qua một loạt các lớp đá đơn nghiêng khơng theo hướng dốc thì chiều dày của từng lớp sẽ lớn hơn chiều dày thực.
Khi vẽ mặt cắt địa chất cĩ tăng tỷ lệ đứng so với tỷ lệ ngang thì phải tính đến qui luật biến đổi gĩc dốc của lớp. Trường hợp muốn thể hiện chi tiết hố ccấu trúc bên trong mặt cắt như tăng độ dày các lớp mỏng hoặc thể hiện các lớp cĩ cấu trúc thoải, … người ta thường tăng tỷ lệ đứng mặt cắt. Nhưng khi tăng tỷ lệ đứng cũng cĩ những mâu thuẫn như chiều dày của lớp tăng hoặc địa hình cĩ thể bị nhơ cao hay nhọn hoắt.
Trong mặt cắt đã tăng tỷ lệ đứng nếu các lớp nằm ngang thì chỉ biến đổi chiều dày và dạng địa hình, cịn đối với các lớp nghiêng thì gĩc dốc cũng biến đổi. Sự biến đổi gĩc dốc trên mặt cắt khi thay đổi tỷ lệ đứng tỷ lệ thuận với tgα
(α: gĩc dốc). Ví dụ: ở mặt cắt bình thường (tương ứng với tỷ lệ 1:1), gĩc dốc lớp
α = 200, ta cĩ tgα = 0,375. Nếu tăng tỷ lệ đứng lên 5 lần thì lúc đĩ tgα1 = 5tgα = 1,750 vậy α1 = 600 (mà khơng phải là 1000).
Nếu gĩc dốc thực là lớn thì việc tăng tỷ đứng là khơng cần thiết.
Trên mặt cắt địa chất vẽ theo đường khơng vuơng gĩc với đường phương lớp và tăng tỷ lệ đứng, đầu tiên cần phải tính từ gĩc dốc thực ra gĩc dốc biểu kiến, sau đĩ tuỳ thuộc vào tỷ lệ đứng mà ta tính ra gĩc dốc lớp cần thể hiện trên mặt cắt.