4.2. Poziția stratelor. Elemente de zăcământ#
Intuiție
Ca să descrii poziția unui acoperiș înclinat ai nevoie de două numere: încotro curge apa pe el și cât de abrupt este. Un strat se descrie la fel: sensul de înclinare și înclinarea. Tot restul, direcția, grosimea aparentă din foraj, decurge din ele.
Rocile sedimentare (Secțiunea 3.4) sunt dispuse în strate: corpuri tabulare, delimitate de două suprafețe aproximativ paralele numite suprafețe de stratificație. Suprafața superioară este acoperișul stratului, cea inferioară culcușul, iar distanța dintre ele, măsurată perpendicular, este grosimea reală a stratului. Un strat depus într-un bazin sedimentar este, la origine, orizontal sau foarte slab înclinat (principiul orizontalității inițiale, Secțiunea 5.1); orice altă poziție este rezultatul deformărilor ulterioare.
Poziția în spațiu a unui strat, ca a oricărui plan geologic (suprafață de stratificație, șistozitate, diaclază, plan de falie), se descrie prin elementele de zăcământ (Figura 4.2):
direcția (strike): linia de intersecție a planului cu un plan orizontal; se exprimă prin azimutul ei, adică unghiul măsurat în sens orar de la nordul geografic (0–360\(^\circ\), sau, în notația mai veche, față de N și S, de exemplu N30\(^\circ\)E);
înclinarea (dip): unghiul \(\alpha\) dintre plan și orizontală, măsurat în planul vertical perpendicular pe direcție (0–90\(^\circ\)); este unghiul maxim de pantă al suprafeței;
sensul de înclinare (dip direction): azimutul liniei de cea mai mare pantă, perpendiculară pe direcție; diferă de azimutul direcției cu \(90^\circ\).
Figura 4.2 Elementele de zăcământ ale unui strat înclinat (bloc-diagramă): direcția, sensul de înclinare (azimut \(120^\circ\)), înclinarea \(\alpha\), grosimea reală \(d\), grosimea aparentă \(d_v\) traversată de un foraj vertical și lățimea de aflorare \(L\) pe o suprafață orizontală.#
În practica geologică și geotehnică actuală poziția se notează prescurtat prin perechea sens de înclinare/înclinare, de exemplu 120/35: planul înclină cu \(35^\circ\) către azimutul \(120^\circ\) (ESE), deci are direcția \(30^\circ\) (sau \(210^\circ\)). Notația echivalentă prin direcție, în sistemul cadranelor, este N30\(^\circ\)E/35\(^\circ\)SE. Prima formă este preferată în programele de prelucrare a discontinuităților și în standardele de descriere a rocilor (ASRO, 2018), pentru că elimină ambiguitatea privind sensul în care înclină planul. Cazurile particulare sunt: stratul orizontal (\(\alpha = 0^\circ\), direcția nedefinită), stratul vertical (\(\alpha = 90^\circ\), sensul de înclinare nedefinit) și stratul răsturnat, la care acoperișul stratigrafic (partea depusă mai târziu) se află sub culcuș, în urma unei cutări intense (Secțiunea 4.3); pe hărți, stratele răsturnate au un simbol distinct.
Măsurarea elementelor de zăcământ se face în teren cu busola geologică, prevăzută cu clinometru; procedura este descrisă în Secțiunea 6.2. În foraje, orientarea suprafețelor se determină pe carote orientate sau prin diagrafii de imagine a peretelui găurii (Capitolul 9).
Grosimea stratului măsurată pe o direcție oarecare, de exemplu în lungul unui foraj vertical sau pe o suprafață de teren orizontală, este o grosime aparentă, întotdeauna mai mare decât grosimea reală \(d\). Pentru un foraj vertical care traversează un strat înclinat cu \(\alpha\):
în care \(d_v\) este grosimea măsurată în foraj, iar \(L\) este lățimea zonei de aflorare a stratului pe o suprafață orizontală (Figura 4.2). Neglijarea corecției din relația (4.1) este o eroare frecventă în interpretarea forajelor: un strat de argilă cu grosimea reală de 2 m, înclinat cu \(60^\circ\), apare într-un foraj vertical cu 4 m grosime, iar un strat traversat de o galerie perpendiculară pe direcție, în lungul liniei de cea mai mare pantă, apare cu grosimea \(d/\sin\alpha\).