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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ Centro de Ciências Departamento de Geologia Desenho Geológico GUIA DE EXERCÍCIOS PRÁTICOS Professor Sebastián González Chiozza ELABORAÇÃO: Agosto de 2013 3ª ATUALIZAÇÃO: Agosto 2016 2 1) Utilize 4 mapas geológicos e/ou topográficos da sua escolha* e para cada um deles obtenha as seguintes informações (quando corresponda em cada caso): Mapa 1 Mapa 2 Mapa 3 Mapa 4 Título Autor / Instituição Ano de edição Escala Declinação magnética Sist. de coordenadas Projeção cartográfica Datum horizontal Datum vertical Equidistância * Dentre outros, podem ser utilizados os mapas disponibilizados gratuitamente pela CPRM (www.cprm.gov.br) ou os mapas da coleção do Departamento de Geologia (expostos nos corredores). 2) Determine uma escala nominal e desenhe uma escala gráfica para cada uma das seguintes escalas numéricas 1:36.000 1:400 1:600000 1:0,05 3) Utilizando o escalímetro desenhe uma escala gráfica para cada uma das seguintes escalas numéricas. 1:100.000 1:5.000 1:750 1:25.000 1:20 1:100 4) Calcule as escalas numéricas e nominais correspondentes a cada uma das seguintes escalas gráficas: 3 5) Sabendo que a moeda de 50 centavos utilizada como referencia de escala nas fotografias tem um diâmetro de 23mm, calcule a escala das imagens e desenhe uma escala gráfica adequada para cada uma. 6) Os seguintes dados correspondem as direções de 3 fraturas verticais medidas num mesmo afloramento por uma equipe integrada por 4 geólogos diferentes (observe que a fratura 2 foi medida duas vezes). • Determine o valor da declinação magnética. • Complete a tabela com os dados faltantes. • Consulte o mapa magnético mundial (World Magnetic Model – http://ngdc.noaa.gov/geomag/WMM) e identifique em que região do planeta se tem uma declinação com o valor determinado neste exercício. FRATURA GEÓLOGO AZIMUTE MAGNÉTICO AZIMUTE VERDADEIRO RUMO VERDADEIRO 1 GA 297° 2 GB S16°E 2 GC 141° 3 GD 212° 7) A partir dos dados registrados na caderneta de campo realize os seguintes procedimentos: • Determine a declinação magnética no local do levantamento (obtenha esse dado da internet). • Represente graficamente o corpo utilizando uma escala de 1:250 e o norte verdadeiro como referencia de orientação. DATA: 16/07/1998 LATITUDE: 04° 01’ 29” S LONGITUDE: 40° 16’ 32” W Foi observado um dique riolítico vertical com 1m de espessura encaixado em metatexito. O corpo começa a aflorar no ponto referenciado e se estende 47m na direção azimutal 096°. Observatório Nacional: www.on.br National Geophysical Data Center (EUA) – NOAA: www.ngdc.noaa.gov 4 8) Aplicando os fundamentos de cartografia abordados nas aulas, trabalhe com a porção do mapa do estado do Rio Grande do Norte (edição 1986) fornecida, determinando os seguintes itens: • Coordenadas geodésicas das cidades de MOSSORÓ e CARNAUBAIS. • Considerando a data de edição do mapa, descubra a declinação magnética e determine o rumo magnético do alinhamento definido entre as cidades de MOSSORÓ e CARNAUBAIS. • Sabendo que o mapa foi projetado com base no sistema de referencia SAD69, transforme as coordenadas obtidas para coordenadas UTM referenciadas ao elipsoide WGS84. (Nota: essa transformação pode ser realizada utilizando um simples receptor GPS ou através de diversos sites ou aplicativos disponíveis na Internet). -37,5° -37,0° -5,0° -5,5° 9) Pelo ponto F, cuja localização em coordenadas UTM é E: 600.000 e N: 9.400.000 (zona 24M), passa o traço de uma falha vertical com direção 076°. No ponto G aflora um dique vertical com direção N39°E. Determine as coordenadas do ponto de intersecção entre a falha e o dique e a distancia do ponto F até esse ponto. NV F ° G ° 1:7500 5 10) Considere as seguintes informações relativas aos pontos A, B e C e elabore um plano com a posição precisa de cada ponto. Considere a direção norte paralela às margens laterais da sua folha e utilize uma escala de 1:2500. DADOS: • O ponto B situa-se a uma distancia de 345m do ponto A na direção azimutal 102°. • O ponto C encontra-se no ponto de interseção entre a direção azimutal 347° medida desde o ponto A e o rumo N79°W medido do ponto B. • Calcule os ângulos internos do triângulo definido pelos três pontos. 11) Apresenta-se a planta correspondente a um levantamento geológico junto com uma tabela com as coordenadas UTM (obtidas com GPS) de cinco pontos nos quais foram realizadas observações e amostragens. Ambos materiais estão incompletos, porem com seus conhecimentos de topografia você pode completa-los resolvendo os seguintes itens: a) Complete a tabela com as coordenadas UTM dos pontos A e B. b) Projete os pontos C e D a partir das coordenadas UTM indicadas na tabela. c) Determine analiticamente o azimute entre o ponto C e o ponto P. d) Desenhe a ESCALA GRÁFICA da planta. Ponto NORTE LESTE ZONA A B C 9.542.605 657.426 24 M D 9.542.588,5 657.428 24 M P* 9.542.971 656.347 24 M * não projetar o ponto P na planta, sua posição está fora da área mapeada. 6 12) No mapa a seguir encontra-se representado o afloramento de um veio de quartzo mineralizado com Au e Ag. Utilize seus conhecimentos cartograficos para realizar as marcações e medições solicitadas a seguir: • Calcule a escala numérica, determine uma escala nominal e desenhe a escala gráfica do mapa. • Determine as coordenadas UTM (E, N) e geodesicas (λ, φ) dos extremos do dique mapeado (pontos A e B). • Marque no mapa a posição do ponto F (coordenadas UTM (Zona 24) = N: 9.272.726 – E: 342.669). • O ponto F marcado corresponde ao extremo SW de um outro veio de quartzo que se extende por 1350m na direção azimutal 062°. Desenhe o traço desse veio com a orientação e o comprimento corretos. • Conhecendo a declinação magnética da área (δ = -16°), determine o azimute magnético de cada veio. • Coloque as referencias de orientacao no mapa. Coordenadas UTM Fuso 24 M Elipsóide WGS84 13) Realize a interpolação entre os pontos cotados para determinar as posições com altitudes de 1750 e 1800 metros. 1736 1812 ⋅ ⋅ 7 14) Usando como base a seguinte malha realize as interpolações entre os pontos cotados e desenhe as curvas de nível de 10, 20 e 30 metros. Indique qual é a equidistância da planta topográfica desenhada. 16,3 23,2 26,5 25,7 14,1 39,7 6,3 24,3 18,2 12,4 4,2 13,8 15) Complete o desenho das curvas de nível aplicando a técnica de interpolação a partir dos pontos cotados. Uma vez finalizadoo mapa, desenhe um perfil topográfico na posição e orientação da sua escolha (marque o traço do perfil no mapa e determine seu azimute). 8 16) A partir da planta topográfica com curvas de nível fornecida desenhe o perfil topográfico que passe pelo ponto A com um azimute de 219°. Utilize uma escala horizontal de 1:50000 e uma escala vertical de 1:20000. Calcule a cota do ponto A. 17) Escreva as atitudes representadas nos símbolos nos três sistemas de notação. Brunton (por quadrante) S41W/18NW Brunton (azimutal) 176/43NE Clar 352/78 18) As seguintes atitudes de planos de foliação foram registradas numa caderneta de campo. Analise os dados e faça o que se pede: N15°W/87°SW 314°/49°NW 086°/43°NW 138°/45° 345°/62°NE 324°/174° 33°SE/71°NW 012°/97° N65°E/54°SW • Determine o tipo de notação utilizado em cada caso e indique quais registros são incorretos. • Para os registros válidos transforme os dados para os outros sistemas de notação e represente utilizando a simbologia cartográfica. 9 19) Considerando que todas as camadas são horizontais: • Traçar os contatos entre as unidades e colorir o mapa atribuindo uma cor diferente a cada litologia. • Elaborar a secção geológica A-B utilizando uma escala vertical 10 vezes maior que a escala do mapa. • Calcular a espessura verdadeira de cada unidade litológica e desenhar a coluna estratigráfica (escala 1:7500) mantendo a relação de proporção com as espessuras das camadas. 20) MAPA COM CONTATOS HORIZONTAIS E VERTICAIS: A região mapeada apresenta uma sequencia horizontal de rochas sedimentares e dois diques verticais de composição riolítica. a) A partir das informações já registradas no mapa e dos seguintes dados de campo elaborar o mapa geológico desenhando os contatos entre as unidades litológicas. Diferenciar as unidades com cores (ou padrões de preenchimento) diferentes. • A uma altitude de 360m foi identificado o contato calcário – argilito. • Ponto G1: (24M – UTM E:568610 N:8238589). Observações: Contato horizontal entre MARGA (camada superior) / ARENITO FINO (camada inferior). • Ponto G2: (24M – UTM E:568704 N:8245972). Observações: Contato horizontal entre CONGLOMERADO (camada superior) / ARENITO GROSSO (camada inferior). • Ponto G3: Localizado a 5,3 km do ponto G2 na direção azimutal 115°. Observações: Dique riolítico vertical com orientação S74°W. O corpo apresenta uma espessura de 25m, estendendo-se 5400m na direção SW e 2700m para o NE. b) Desenhar a seção geológica A-B utilizando a mesma escala do mapa no eixo horizontal e uma escala vertical de 1:20000. c) Calcule a espessura verdadeira de cada unidade litológica. Analise a configuração geológica da região mapeada e desenhe a coluna estratigráfica correspondente mantendo a relação de escala com as espessuras das camadas. Utilize uma escala vertical de 1:2500. d) História geológica. Elabore uma síntese dos principais acontecimentos geológicos que afetaram a comarca mapeada ordenados cronologicamente. 10 21) MAPA COM CAMADAS INCLINADAS: • No ponto A aflora um contato (teto de um estrato de argilito) que apresenta a seguinte atitude: 281/28. Trace os contornos estruturais e desenhe o contato no mapa. • No ponto B aflora o contato de base do argilito, apresentando a mesma atitude do teto. Trace os contornos estruturais e desenhe o contato no mapa. • Sombreie no mapa a área correspondente à camada de argilito. 11 22) MAPA COM CAMADAS INCLINADAS: No seguinte mapa geológico está sendo representada uma sequencia composta por três camadas concordantes. Utilizando seus conhecimentos de desenho geológico resolva os seguintes itens: • Trace os contornos estruturais e complete o desenho dos contatos, diferenciando as unidades com diferentes padrões de preenchimento. • Determine a atitude (strike e mergulho) das camadas e calcule a espessura verdadeira do arenito. • Desenhe uma seção geológica que atravesse a área seguindo a direção azimutal 135° e passando pelo setor mais elevado. 12 23) PROBLEMA DOS 3 PONTOS: Os pontos A, B e C indicam as posições de três afloramentos correspondentes ao contato de teto de um arenito. • Calcule as cotas dos pontos e trace os contornos estruturais • Desenhe o contato e determine sua atitude. 24) PROBLEMA DOS 3 PONTOS: No mapa do exercício anterior, o ponto D corresponde a um afloramento da base do arenito. Sabendo que o teto e a base da camada apresentam a mesma atitude, desenhe o contato da base no mesmo mapa e determine a espessura da camada de arenito. 13 25) MAPA COM CAMADAS INCLINADAS: No seguinte mapa geológico está representada uma camada de arenito. Pede-se: • Traçar as linhas de strike correspondentes ao teto e à base do arenito. • Determinar a atitude (strike e mergulho) da formação utilizando notação brunton azimutal. • Calcular as espessuras vertical e verdadeira do arenito. • Construir uma seção geológica perpendicular ao strike da formação utilizando escala vertical de 1:5000. 14 26) PROBLEMA DOS 3 PONTOS (SONDAGENS): Nos pontos A, B e C, onde afloram rochas calcarias, foram realizadas sondagens verticais. Nas três perfurações foi identificado um contato litológico entre calcário e argilito nas profundidades indicadas a seguir: A= 12m B= 81m C= 54m A partir dessas informações desenhe no mapa o traço do contato e determine sua atitude. Confeccione a secção geológica passante pelo ponto B e perpendicular ao strike do contato. 15 27) PROBLEMA DOS 3 PONTOS (SONDAGENS INCLINADAS): Nos pontos A, B e C, onde afloram rochas areníticas, foram realizadas sondagens prospectivas. Nas três perfurações foi identificado o contato superior de uma camada de calcário; porém, unicamente a sondagem A atingiu o contato basal do estrato, mostrando a existência de uma unidade de argilito subjacente. A seguinte tabela mostra os detalhes técnicos de cada sondagem. Sondagem Direção azimutal Inclinação (°) Profundidade do teto do calcário Profundidade da base do calcário A ----- 90 147,8 380,4 B 072 45,4 189,5 ----- C 326 70,8 245,6 ----- A partir das informações disponíveis, resolva os itens a seguir: • Desenhe no mapa o traço do contato superior do calcário e determine sua atitude. • Assumindo que o teto e a base da camada são paralelos (camada isópaca), desenhe o traço cartográfico do contato basal. • Determine a espessura real da camada. • Com quantos metros de perfuração, a sondagem C interceptaria o contato basal do calcário? 16 28) O mapa da figura mostra o afloramento de três diques com espessuras aparentes e mergulhos diferentes.• Calcule a espessura verdadeira de cada corpo e construa a seção geológica A-B sem exagero vertical. • Confeccione uma nova seção A-B com exagero vertical 5x (utilize o ábaco para achar os valores de mergulho em função do exagero vertical). • Analise e compare os ângulos de mergulho e as espessuras observadas nas duas seções. • Calcule as escalas horizontal e vertical do segundo perfil. Ábaco para correção do angulo de mergulho em função do exagero vertical. (Fonte: González Chiozza, 2016) 17 Nomograma vinculando mergulho verdadeiro – mergulho aparente – angulo entre strike e trend do mergulho aparente (Fonte: Rowland et al., 2007) 29) No mapa da figura afloram dois diques com idênticas espessuras aparentes (Eah1 =Eah2 = 120m). 18 • Sabendo que os diques 1 e 2 apresentam espessuras verdadeiras (E) de 35m e 80m respectivamente, calcule o angulo de mergulho da cada corpo. • Construa a seção geológica A-B sem exagero vertical, utilizando o nomograma 1 para determinar os valores do mergulho aparente. • Confeccione uma nova seção A-B, agora com exagero vertical 10x (utilize o nomograma 2 para recalcular os ângulos). Analise e compare as espessuras em relação à primeira seção desenhada. • Construa a seção geológica C-D sem exagero vertical. Analise e compare as espessuras em relação à primeira seção desenhada. 30) A secção geológica mostra o mergulho aparente de uma camada cujo strike é 060°. • A partir das informações disponíveis pede-se: • Calcular a escala vertical da secção. • Utilizando o ábaco, calcular o valor real do mergulho aparente representado na secção. • Calcular o mergulho verdadeiro da camada. • Calcular a espessura verdadeira da camada. DADOS TÉCNICOS DA SECÇÃO: Escala horizontal: 1:75000 Exagero vertical: 3X Direção do perfil: 110° 31) Ao longo do corte de uma estrada uma camada apresenta um mergulho aparente de 20° na direção N62°W. Sabendo que o strike dessa camada é N67°E utilize o método trigonométrico para determinar o mergulho verdadeiro. 32) Uma falha tem a seguinte atitude: 080°/48°SE. Use a trigonometria para determinar o mergulho aparente da falha numa seção com direção 295°. 33) Uma camada apresenta um strike de 065° com mergulho de 40°SE. Duas seções geológicas verticais orientadas E- W e N-S precisam ser desenhadas para representar essa camada. Pelo método trigonométrico determine o mergulho aparente da camada para cada uma das seções. 34) Resolva os problemas 31,32 e 33 utilizando o nomograma. 35) Numa lavra de mineração um plano de falha é intersectado por dois cortes. Num deles o mergulho aparente apresenta um caimento (plunge) de 20° na direção (trend) 350°. No outro corte, o mergulho aparente tem um caimento (plunge) de 32° na direção (trend) 275°. Use a projeção ortográfica para determinar a atitude do plano de falha. 36) Resolva os problemas 31,32 e 33 utilizando o método de projeção ortográfica. 19 37) O mapa apresenta 4 unidades estratigráficas denominadas A, B, C e D incluindo dados de atitudes em diversas posições (exercício adaptado de Weijermars, 1997). • Construa cinco seções geológicas distintas (sem exagero vertical) conforme os alinhamentos P-Q, P-R, P-S, P- T e P-U (utilize o nomograma 1 para achar os mergulhos aparentes quando seja necessário). • Arrume as cinco seções numa folha com os eixos esquerdos alinhados verticalmente e compare. • Qual seção oferece a melhor vista das estruturas? • Qual é a menos representativa? 20 38) MAPA COM DOBRA: Mapa geológico de uma sequencia composta por três unidades afetadas por dobramento simétrico. As dobras apresentam plano axial vertical e eixo horizontal. Escala 1:20000. • Diferenciar as unidades com cores diferentes para facilitar a visualização do mapa. • Traçar e nomear os contornos estruturais dos contatos. • Desenhar a seção geológica A-B (usar escala vertical 1:10000) e analisar nela as estruturas que afetam as rochas. • Determinar as diferentes atitudes que a sequência apresenta (considerando as variações do mergulho). • Desenhar o traço da dobra no mapa com a simbologia correspondente (anticlinal ou sinclinal). • Calcular a espessuras vertical e verdadeira da camada intermediária. 21 39) MAPA COM DOBRA: a partir das informações geológicas disponíveis no mapa, completar o desenho dos contatos, indicar a orientação e o tipo de dobra (utilizar a simbologia cartográfica específica) e construir a uma seção geológica transversal ao eixo da dobra, passando pelo ponto A. 22 40) MAPA COM DOBRA: Mapa geológico de uma sequencia composta por quatro unidades afetadas por dobramento simétrico. As dobras apresentam plano axial vertical e eixo horizontal. • Diferenciar as unidades com cores diferentes para facilitar a visualização do mapa. • Traçar e nomear os contornos estruturais dos três contatos. • Determinar as diferentes atitudes que a sequência apresenta (considerando as variações do mergulho). • Desenhar os traços das dobras no mapa com a indicação correspondente a anticlinal ou sinclinal. • Calcular a espessura verdadeira do argilito e do arenito fino. • Desenhar uma seção geológica sem exagero vertical, que seja perpendicular ao strike das camadas e que passe pelo ponto determinado pelas coordenadas E:539080 e N:9670500. 23 41) MAPA COM DISCORDÂNCIA: Mapa geológico de uma região que apresenta duas sequencias com atitudes diferentes. Escala 1:20000. • Traçar e nomear os contornos estruturais das duas sequencias e determinar a atitude (strike e mergulho) de cada uma delas. • Confeccionar a seção geológica S-T (exagero vertical 2X). • Calcular as espessuras vertical e verdadeira do argilito e do conglomerado. 24 42) MAPA COM DISCORDÂNCIA: Mapa geológico de uma região que apresenta duas sequencias com atitudes diferentes. Pede-se traçar as linhas de strike e resolver os seguintes itens: • Determinar a atitude (strike e mergulho) de cada uma das sequencias sedimentares. • Calcular a espessura verdadeira do arenito fino. • Construir a seção geológica-topográfica S-T utilizando escala vertical de 1:10000 e escala horizontal de 1:20000. • Desenhar a coluna estratigráfica (sem escala) e indicar nela a posição da discordância. 25 43) MAPA COM DISCORDÂNCIA: Mapa geológico de uma região que apresenta duas sequencias de camadas. Observa-se que as unidades que compõem cada grupo são concordantes entre si, mas os grupos apresentam atitudes diferentes. Pede-se traçar as linhas de strike que sejam necessárias e resolver os seguintes itens: • Determinar a atitude em notação BRUNTON AZIMUTAL (strike e mergulho) de cada uma das sequencias sedimentares. NOTAÇÃO BRUNTON AZIMUTAL Atitude da sequencia 1 (mais antiga) Atitude da sequencia 2 (mais nova) • Construir a seção geológica-topográfica A-A’ utilizando escala vertical de 1:10000 e escala horizontalde 1:25000. • Desenhar uma coluna estratigráfica esquemática (sem escala) e indicar nela a posição da discordância. 26 44) MAPA COM DISCORDÂNCIA: Mapa geológico de uma região que apresenta duas sequencias com atitudes diferentes. • Diferenciar as unidades com cores diferentes para facilitar a visualização do mapa. • Traçar e nomear os contornos estruturais e determinar a atitude de cada uma das sequências. • Desenhar a seção geológica A-A’ (escala vertical 1:10000) e analisar nela as estruturas que afetam as rochas. • Calcular a espessura verdadeira do arenito fino, do argilito e do conglomerado. • Construir a coluna estratigráfica (sem escala) e elaborar a historia geológica. 27 45) MAPA COM FALHA VERTICAL: Mapa geológico de uma região que apresenta uma única sequencia de camadas concordantes afetadas por uma falha vertical. • Diferenciar as unidades com cores diferentes para facilitar a visualização do mapa. • A cada lado da falha traçar e nomear os contornos estruturais da sequencia. • Desenhar as seções geológicas R-S e T-U (usar escala vertical 1:10000). • Calcular a separação vertical da falha e determinar bloco elevado. • Determinar a atitude da sequência. • Construir a coluna estratigráfica (sem escala) e elaborar a historia geológica. 28 46) MAPA COM FALHA VERTICAL E DISCORDÂNCIA • Determinar as atitudes das sequências. • Desenhar a seção geológica A-B (usar escala vertical 1:10000). • Calcular o rejeito vertical da falha e determinar bloco elevado. • Construir a coluna estratigráfica (sem escala) e elaborar a historia geológica.
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