Κεφάλαιο 12: Επεξεργασία δεδομένων και σύνθεση γεωλογικού χάρτη

Κεφάλαιο 12: Επεξεργασία δεδομένων και σύνθεση γεωλογικού χάρτη Σύνοψη Όταν πλέον έχουμε ολοκληρώσει την εργασία στην ύπαιθρο και έχουμε συγκεντρώσει όλα τα δεδομένα που χρειαζόμαστε, επιστρέφουμε στη βάση μας με το σακίδιο να περιέχει ένα τετράδιο υπαίθρου (γεμάτο με σημειώσεις, σχόλια παρατηρήσεις, σχήματα, μετρήσεις, πανοράματα, γεωλογικές τομές και στρωματογραφικές στήλες), ένα ντοσιέ με τον γεωλογικό χάρτη που έχουμε κατασκευάσει στην ύπαιθρο (γεμάτο με όρια, χρώματα, σημεία που έχουμε κάνει παρατηρήσεις και έχουμε πάρει μετρήσεις ή δείγματα, καθώς και ένα πρόχειρο υπόμνημα), πολλές σακούλες με δείγματα για κατασκευή λεπτών τομών, προσδιορισμούς και αναλύσεις στο εργαστήριο, τη φωτογραφική μας μηχανή γεμάτη με φωτογραφίες και το GPS γεμάτο με τις συντεταγμένες των σημείων και των διαδρομών που πραγματοποιήσαμε. Τα στοιχεία αυτά θα τα αναλύσουμε και θα τα επεξεργασθούμε στο εργαστήριο, θα τα συνδυάσουμε με τα στοιχεία, τα δεδομένα και τις παρατηρήσεις στην ύπαιθρο και θα καταλήξουμε στα τελικά συμπεράσματα. Αν λείπει κάτι σημαντικό, θα ξαναπάμε στην περιοχή για να το συμπληρώσουμε. Τώρα είμαστε έτοιμοι για να συνθέσουμε τον τελικό γεωλογικό χάρτη, με τις επαφές και τα όρια χαρακτηρισμένα, τους γεωλογικούς σχηματισμούς ταξινομημένους και με τους κατάλληλους χρωματισμούς, αλλά και τα απαραίτητα τεκτονικά και άλλα σύμβολα στις κατάλληλες θέσεις. Ο χάρτης αυτός θα συνοδεύεται από αναλυτικό υπόμνημα, αντιπροσωπευτικές λιθοστρωματογραφικές στήλες, κατάλληλες γεωλογικές τομές που να δείχνουν την τεκτονική δομή και διάφορα άλλα στοιχεία απαραίτητα σε κάθε χάρτη (κλίμακα, ισοδιάσταση τοπογραφικού υποβάθρου, συντεταγμένες της περιοχής που χαρτογραφήθηκε, τη θέση της στον χάρτη της Ελλάδας, τίτλο και περιοχή, ονοματεπώνυμο αυτού που συνέταξε τον χάρτη αλλά και όσων πραγματοποίησαν τις αναλύσεις και τους προσδιορισμούς, το χρονικό διάστημα που πραγματοποιήθηκε η χαρτογράφηση και την ημερομηνία έκδοσης του χάρτη). Προαπαιτούμενη γνώση Οι γνώσεις που δίνονται στα μαθήματα της «Εισαγωγής στη Γεωλογία», της «Τεκτονικής», της «Γεωλογίας Ελλάδας» και της «Γεωλογικής Χαρτογράφησης». Η ύλη από τα αντίστοιχα κεφάλαια των σημειώσεων που δίνονται στους φοιτητές και είναι αναρτημένα στην πλατφόρμα e-class. Οι ηχογραφημένες παραδόσεις (βιντεοδιαλέξεις) από τα αντίστοιχα κεφάλαια, αλλά και τις ασκήσεις υπαίθρου, που έγιναν στο πλαίσιο της δράσης «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα» και φιλοξενούνται στην πλατφόρμα Open Delos. 12.1 Επεξεργασία των στοιχείων και δεδομένων Επιστρέφοντας στη βάση μας, έχουμε στη διάθεσή μας όλα τα στοιχεία και δεδομένα που συγκεντρώσαμε κατά τη διάρκεια της γεωλογικής χαρτογράφησης και της εργασίας στην ύπαιθρο και τα οποία πρέπει να επεξεργασθούμε. Συνοπτικά, οι εργασίες που πρέπει να κάνουμε είναι οι ακόλουθες: Διαβάζουμε προσεκτικά τις σημειώσεις για να ταξινομήσουμε και να θυμηθούμε τις πληροφορίες που έχουμε συγκεντρώσει. Περνάμε στον πρόχειρο χάρτη που έχουμε κατασκευάσει στην ύπαιθρο, μετρήσεις και στοιχεία που δεν έχουμε περάσει κατά τη διάρκεια της εργασίας υπαίθρου. Διορθώνουμε και οριστικοποιούμε τα όρια από αεροφωτογραφίες, δορυφορικές εικόνες ή το Google Earth. Προσοχή! Επεμβαίνουμε μόνο όταν είμαστε σίγουροι και βέβαιοι για κάτι από την εργασία υπαίθρου. Επεξεργαζόμαστε τα τεκτονικά στοιχεία που συλλέξαμε και κατασκευάζουμε διαγράμματα και τεκτονικούς χάρτες. Κατεβάζουμε τα στοιχεία από το GPS και διορθώνουμε τις θέσεις των σημείων στον χάρτη. Ταξινομούμε και επεξεργαζόμαστε το φωτογραφικό υλικό. Μιλάμε και συζητάμε με συναδέλφους και τους επιβλέποντές μας για όλα τα θέματα της εργασίας υπαίθρου, της χαρτογράφησης, της ταξινόμησης των σχηματισμών, του χαρακτηρισμού των ορίων και της αξιολόγησης όλων των στοιχείων που συλλέξαμε. Η προσπάθεια να περιγράψουμε και να πείσουμε κάποιον τρίτο για τα αποτελέσματα της έρευνάς μας θα φανερώσει τυχόν κενά που υπάρ- 225

χουν στην εργασία μας, αλλά θα μας δώσει πιθανά και μια άλλη άποψη για ένα συμπέρασμα ή μια λύση για μια απορία ή έναν προβληματισμό. Κάνουμε έναν σκελετό και γράφουμε τις πρώτες σημειώσεις (από τα στοιχεία του τετραδίου υπαίθρου και τα αποτελέσματα της επεξεργασίας των στοιχείων) για τη γεωλογική έκθεση που θα αφορά την εργασία μας. 12.2 Προσδιορισμοί και αναλύσεις από τα πετρολογικά δείγματα Από την ανάλυση των πετρολογικών δειγμάτων που έχουμε συλλέξει από την ύπαιθρο, θα πάρουμε αρκετά στοιχεία, τα βασικότερα από τα οποία θα αφορούν: την ηλικία των ιζηματογενών γεωλογικών σχηματισμών και χαρτογραφικών ενοτήτων που περάσαμε στον χάρτη (Εικ. 12.1), τα ιζηματολογικά χαρακτηριστικά και τις φάσεις των γεωλογικών σχηματισμών, την ορυκτολογική σύνθεση και τον ακριβή πετρολογικό τύπο των μαγματικών και μεταμορφωμένων πετρωμάτων (Εικ. 12.2), τις συνθήκες (φάση) μεταμόρφωσης των μεταμορφωμένων πετρωμάτων (Εικ. 12.2), τις ηλικίες μεταμόρφωσης, αν υπάρχει η δυνατότητα (και τα χρήματα) για ραδιοχρονολογήσεις και την τεκτονο-μεταμορφική ιστορία και εξέλιξη των μεταμορφωμένων ενοτήτων. Εικόνα 12.1. Η κατασκευή λεπτών τομών για τον προσδιορισμό των απολιθωμάτων, αποτελεί ουσιαστικό στοιχείο για τον προσδιορισμό της ηλικίας και της φάσης των γεωλογικών σχηματισμών που χαρτογραφήθηκαν. Στην αριστερή φωτογραφία Orbitolina sp. και στη δεξιά φωτογραφία Nezazzata sp., Miliolidae, Cyneolina sp., Orbitolina sp., ακτινόζωα και θραύσματα από Ελασματοβράγχια. Από τα ανθρακικά της ανω-κρητιδικής επίκλυσης, ανατολικά των Γρεβενών (αρχείο Σ. Λόζιου). Όλα αυτά τα στοιχεία και οι προσδιορισμοί, θα μας βοηθήσουν στην οριστική γεωτεκτονική ένταξη και τον χαρακτηρισμό των χαρτογραφικών ενοτήτων και μονάδων, δηλαδή των γεωλογικών σχηματισμών και πετρωμάτων, που διακρίναμε και χαρτογραφήσαμε. Για την αξιοποίηση των δειγμάτων μας ακολουθούμε τα εξής βήματα: Μεταφέρουμε τα δείγματα στο Εργαστήριο και τα καταγράφουμε στο αντίστοιχο Βιβλίο Δειγμάτων με την κωδικοποίηση που χρησιμοποιεί το Εργαστήριο. Η εργασία αυτή είναι σημαντική για τον εύκολο εντοπισμό των δειγμάτων, στην νπερίπτωση που χρειασθεί να γίνουν συμπληρωματικές αναλύσεις και παρασκευάσματα. Τα αποθηκεύουμε στον χώρο που έχει καθορισθεί. Τα δείγματα παραμένουν εκεί μέχρι τη στιγμή που θα ξεκινήσει η επεξεργασία τους για την κατασκευή παρασκευασμάτων και τη διεξαγωγή αναλύσεων. Καλό είναι να παραμένει ένα τμήμα του δείγματος στο χώρο αποθήκευσης, για πιθανή μελλοντική χρήση από οποιονδήποτε ενδιαφερόμενο. 226

Εικόνα 12.2. Η κατασκευή λεπτών τομών και ο προσδιορισμός των ορυκτολογικών παραγενέσεων στο πολωτικό μικροσκόπιο, θα επιτρέψει να προσδιορίσουμε τόσο τον ακριβή λιθολογικό τύπο του μεταμορφωμένου πετρώματος, όσο και τα μεταμορφικά γεγονότα που το έχουν επηρεάσει. Ο συσχετισμός των στοιχείων αυτών με τις τεκτονικές μικροδομές και ιδιαίτερα τις τεκτονικές φυλλώσεις, θα μας αποκαλύψει πολύτιμα στοιχεία για την τεκτονομεταμορφική ιστορία και εξέλιξη των πετρωμάτων της περιοχής. Από τα μεταμορφωμένα πετρώματα των ενοτήτων Στύρων και Όχης στη Νότια Εύβοια, που μελετήθηκαν στα πλαίσια μεταπτυχιακής διατριβής ειδίκευσης (Μουστάκα, 2011), με επιβλέποντα τον Σ. Λόζιο. Επιλέγουμε τα δείγματα που θα γίνουν λεπτές τομές για απολιθώματα και ιζηματολογία και προωθούμε και επιβλέπουμε τη διαδικασία παρασκευής τους και εξέτασής τους στο μικροσκόπιο για τον προσδιορισμό των απολιθωμάτων, της ηλικίας και των φάσεων. Επιλέγουμε σε ποια δείγματα θα γίνουν λεπτές τομές για πετρογραφικούς προσδιορισμούς και προωθούμε και επιβλέπουμε τη διαδικασία παρασκευής τους και εξέτασής τους στο πολωτικό μικροσκόπιο για τον προσδιορισμό των ορυκτολογικών παραγενέσεων και του πετρολογικού τύπου. Επιλέγουμε τα δείγματα που θα γίνουν λεπτές τομές για μικροτεκτονική ανάλυση και προσδιορισμό της σχέσης παραμόρφωσης/μεταμόρφωσης. Προωθούμε και επιβλέπουμε τη διαδικασία παρασκευής τους και εξέτασής τους στο πολωτικό μικροσκόπιο για τον προσδιορισμό των φυλλώσεων, των ορυκτολογικών παραγενέσεων κάθε φύλλωσης, των δομών σε επίπεδο ορυκτών, κινηματικούς δείκτες κ.λπ Επιλέγουμε σε ποια δείγματα θα γίνουν λεπτές τομές για το SEM και μικροαναλύσεις, προωθούμε και επιβλέπουμε όλη τη διαδικασία (Εικ. 12.3). Επιλέγουμε τα δείγματα που θα γίνουν χημικές αναλύσεις, είτε στο Εργαστήριό μας είτε σε άλλο εξειδικευμένο και πιστοποιημένο Εργαστήριο (συνήθως στο εξωτερικό). Προετοιμάζουμε τα δείγματα, προωθούμε και επιβλέπουμε όλη τη διαδικασία. Επιλέγουμε τα δείγματα που θα γίνουν ραδιοχρονολογήσεις και το Εργαστήριο (συνήθως στο εξωτερικό) που θα αποστείλουμε τα δείγματα. Συλλέγουμε όλα τα αποτελέσματα, τα επεξεργαζόμαστε, τα αξιολογούμε και πραγματοποιούμε τις αντίστοιχες επεμβάσεις, διορθώσεις και προσθήκες τόσο στον γεωλογικό χάρτη όσο και στο υπόμνημα που τον συνοδεύει. Είναι καλό να συμμετέχουμε σε όλη τη διαδικασία, τόσο σε πρακτικό, όσο και σε επιστημονικό-εργαστηριακό επίπεδο, ώστε να εξοικειωθούμε με την εργασία που γίνεται από τα εξειδικευμένα άτομα π.χ. για την 227

προετοιμασία των δειγμάτων, για την παρασκευή των λεπτών τομών, αλλά και για τον προσδιορισμό των απολιθωμάτων, τους ορυκτολογικούς προσδιορισμούς κ.λπ Εικόνα 12.3. Ορυκτοχημικές αναλύσεις με τη βοήθεια του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου (SEM) και του ηλεκτρονικού μικραναλυτή, θεωρούνται απαραίτητες για τον ακριβή προσδιορισμό της σύστασης και του τύπου των ορυκτών και άρα και του λιθολογικού τύπου και των συνθηκών μεταμόρφωσης. Από τα μεταμορφωμένα πετρώματα των ενοτήτων Στύρων και Όχης στη Νότια Εύβοια, που μελετήθηκαν στα πλαίσια μεταπτυχιακής διατριβής ειδίκευσης (Μουστάκα, 2011), με επιβλέποντα τον Σ. Λόζιο. 12.3 Τελική σύνθεση και κατασκευή του Γεωλογικού Χάρτη Με όλα τα στοιχεία και τα δεδομένα στα χέρια μας, ήρθε η ώρα να προβούμε στην κατασκευή του τελικού χάρτη. Προφανώς η διαδικασία αυτή θα γίνει με τη βοήθεια κάποιου εξειδικευμένου λογισμικού GIS, για τα οποία έχει προβλεφθεί ειδικό κεφάλαιο (βλπ. Κεφ. 13). Στο σημείο αυτό θα αναφέρουμε συνοπτικά ποια είναι τα επιμέρους στοιχεία που περιλαμβάνει ένας γεωλογικός χάρτης. Σε πρώτη φάση, ως υπόδειγμα, θα πάρουμε ένα κλασικό φύλο από τη σειρά του «Γεωλογικού Χάρτη της Ελλάδας σε κλίμακα 1:50.000» (φύλλο «Κορωπί - Πλάκα», Λατσούδας, 2003), που έχει εκπονήσει το ΙΓΜΕ, που είναι τυποποιημένος με βάση τις σύγχρονες διεθνείς προδιαγραφές. Στη συνέχεια, θα δώσουμε και ένα παράδειγμα από έναν αντίστοιχο χάρτη, που εκπονείται στα πλαίσια μιας διπλωματικής εργασίας μεταπτυχιακού κύκλου ή στα πλαίσια ενός διδακτορικού. Η κύρια διαφορά έγκειται στο ότι στην πρώτη περίπτωση το σύνολο της πληροφορίας περιλαμβάνεται στον Γεωλογικό Χάρτη, με αποτέλεσμα το Υπόμνημα να είναι πολύ πιο αναλυτικό, κυρίως σε ό,τι αφορά στην περιγραφή των γεωλογικών σχηματισμών που περιλαμβάνει ο χάρτης, σε αντίθεση με τη δεύτερη περίπτωση, όπου ο χάρτης συνοδεύεται από το αναλυτικό κείμενο της διατριβής, οπότε το Υπόμνημα του χάρτη μπορεί να είναι πιο λιτό και κωδικοποιημένο. Ένας γεωλογικός χάρτης που εκδίδεται από το ΙΓΜΕ περιλαμβάνει: Το φύλλο του Γεωλογικού Χάρτη (μέσα σε πλαίσιο με γεωγραφικές συντεταγμένες), με τους σχηματισμούς να αναπαρίστανται με διαφορετικό χρώμα, τα όρια με ειδικό τύπο γραμμής, ανάλογα με τον χαρακτηρισμό και το είδος της επαφής, και τα ειδικά σύμβολα σε συγκεκριμένα σημεία στον χάρτη, που αφορούν κυρίως μετρήσεις στρώσης και τεκτονικών στοιχείων, απολιθωματοφόρες θέσεις κ.λπ (Εικ. 12.4.Α). 228

Εικόνα 12.4. Τα επιμέρους στοιχεία, που συνθέτουν έναν γεωλογικό χάρτη του ΙΓΜΕ σε κλίμακα 1:50.000. 229

Το Υπόμνημα των γεωλογικών σχηματισμών, με τα γνωστά «κουτάκια» που περιλαμβάνουν το χρώμα και τον συμβολισμό που αντιστοιχεί στον γεωλογικό σχηματισμό, αλλά και ένα κωδικοποιημένο σύμβολο με γράμματα και αριθμούς, που αντιστοιχεί στην ηλικία και τη λιθολογία του σχηματισμού (Εικ. 12.4.Β). Για τα χρώματα και τους συμβολισμούς υπάρχουν συγκεκριμένα διεθνή πρότυπα, που παρατίθενται ως πίνακες (Πίνακες 12.1 & 12.2), στο τέλος του κεφαλαίου. -- Τα κουτάκια αυτά διατάσσονται σε κατακόρυφη σειρά, ξεκινώντας από τους νεότερους σχηματισμούς προς τους παλαιότερους. Η συνήθης σειρά για τους μεταλπικούς σχηματισμούς είναι: Τεταρτογενείς αποθέσεις Νεογενείς σχηματισμοί Μολασσικοί σχηματισμοί, όπου σε καθεμία περίπτωση περιλαμβάνονται συγκεκριμένα κουτάκια, που αντιστοιχούν στους σχηματισμούς που περιλαμβάνει ο χάρτης. -- Ακολουθούν οι αλπικές γεωτεκτονικές ενότητες με σειρά από τις υπερκείμενες προς τις υποκείμενες. Σε καθεμία ενότητα τα κουτάκια ακολουθούν τη σειρά από αυτό που αντιστοιχεί στον νεότερο σχηματισμό προς αυτό που αντιστοιχεί στον παλαιότερο. -- Τέλος ακολουθούν τα κουτάκια που αντιστοιχούν στα μαγματικά πετρώματα. -- Κάθε κουτάκι συνοδεύει αναλυτικό κείμενο όπου περιγράφονται: η ηλικία, το όνομα του «σχηματισμού» (ή της «σειράς», του «πετρώματος» κ.λπ), ο λιθολογικός τύπος, η φάση, τα χρώματα των πετρωμάτων, τα απολιθώματα που περιλαμβάνει, υπάρχουσες λιθολογικές εναλλαγές, πλευρικές ή κατακόρυφες μεταβάσεις, το εκτιμώμενο πάχος, η σχέση με τους υπερκείμενους ή υποκείμενους σχηματισμούς, δευτερεύοντα χαρακτηριστικά, όπως δολομιτίωση, καρστικοποίηση, μυλονιτίωση κ.λπ Στους μεταμορφωμένους σχηματισμούς, εκτός από τον πετρολογικό τύπο, αναγράφεται και η ορυκτολογική σύνθεση του πετρώματος ή άλλες πληροφορίες για τις συνθήκες μεταμόρφωσης, το αρχικό πέτρωμα κ.λπ Αντίστοιχη περιγραφή, με βάση τον ακριβή πετρολογικό τύπο, την ορυκτολογική σύσταση και τη σχέση με τα περιβάλλοντα πετρώματα ακολουθείται και στην περίπτωση των μαγματικών πετρωμάτων. Υπόμνημα για τα όρια των σχηματισμών και τον χαρακτηρισμό των επαφών (Εικ. 12.4.Β). Υπόμνημα για τα τεκτονικά σύμβολα (Εικ. 12.4.Β). Υπόμνημα για άλλα ειδικά σύμβολα, που πιθανά έχουν χρησιμοποιηθεί, όπως απολιθωματοφόρες θέσεις, θέσεις μεταλλοφορίας κ.λπ (Εικ. 12.4.Β). Μία ή περισσότερες γεωλογικές τομές, αντιπροσωπευτικές για την τεκτονική μακροδομή της περιοχής (Εικ. 12.4.Γ). Μία συνθετική ή περισσότερες επιμέρους, λιθοστρωματογραφικές στήλες με την αλληλουχία και τη σχέση ανάμεσα στους γεωλογικούς σχηματισμούς και τις γεωτεκτονικές ενότητες (Εικ. 12.4.Δ). Κλίμακα αριθμητική αλλά και γραμμική (Εικ. 12.4.Ε). Σχηματικό διάγραμμα του ελληνικού χώρου με τη θέση της περιοχής που χαρτογραφήθηκε (Εικ. 12.4.ΣΤ). Τίτλος, όπου αναφέρεται το πρόγραμμα στο οποίο εντάσσεται η κατασκευή του χάρτη και το όνομα της περιοχής (ή του φύλλου) που ορίζει τη γεωγραφική περιοχή του χάρτη (Εικ. 12.4.Ζ). Το όνομα του συντάκτη (αυτού που συνέταξε τον γεωλογικό χάρτη), καθώς και όλων των συντελεστών που πραγματοποίησαν τους προσδιορισμούς των απολιθωμάτων, της ορυκτολογικής σύνθεσης, των χημικών αναλύσεων κ.λπ (Εικ. 12.4.Η). Το χρονικό διάστημα που πραγματοποιήθηκε η χαρτογράφηση και η ημερομηνία έκδοσης του χάρτη (Εικ. 12.4.Θ). Τέλος, παρουσιάζεται και ένας χάρτης που έχει κατασκευασθεί στα πλαίσια διδακτορικής διατριβής, όπου ακολουθούνται και εδώ όλοι οι κανόνες και οι πρακτικές που αναφέρθηκαν στα προηγούμενα, δηλαδή τον γεωλογικό χάρτη συνοδεύουν γεωλογική τομή, λιθοστρωματογραφική στήλη, υπόμνημα, κλίμακα, περιοχή, τίτλος, ημερομηνία έκδοσης κ.λπ Επισημαίνεται ότι στις περιπτώσεις αυτές ο γεωλογικός χάρτης συνοδεύεται από το κείμενο της διατριβής, το οποίο περιλαμβάνει πολύ αναλυτικές πληροφορίες και λεπτομέρειες, τόσο για τους γεωλογικούς σχηματισμούς και τα χαρακτηριστικά τους όσο γαι το είδος των επαφών μεταξύ τους. Αυτό δίνει τη δυνατότητα το υπόμνημα που συνοδεύει τον χάρτη να είναι πιο λιτό και περιληπτικό (Εικ. 12.5). 230

Εικόνα 12.5. Γεωλογικός χάρτης που έχει κατασκευασθεί στα πλαίσια διδακτορικής διατριβής (Σούκης, 2011). 231

Πίνακας 12.1 Ο χρωματικός πίνακας που χρησιμοποιείται για τους σχηματισμούς και τα πετρώματα στους γεωλογικούς χάρτες, σύμφωνα με τη Διεθνή Επιτροπή Στρωματογραφίας. Πίνακας 12.2 Αντίστοιχος πίνακας της Επιτροπής του Παγκόσμιου Γεωλογικού Χάρτη, που συνοδεύεται από τον RGB κώδικα των χρωμάτων. 232

Βιβλιογραφία/Αναφορές Λατσούδας, Χ. (2003). Γεωλογικός Χάρτης της Ελλάδας σε κλίμακα 1:50.000, Φύλλο «Κορωπί Πλάκα». Έκδοση ΙΓΜΕ. Μουστάκα, Ε. (2011). Τεκτονική ανάλυση και ορυκτοχημική μελέτη των μεταμορφωμένων πετρωμάτων του όρους Όχη. Μεταπτυχιακή διατριβή ειδίκευσης, 151 σελ., Αθήνα. Σούκης, Κ. (2011). Παραμόρφωση γρανιτικών πετρωμάτων στον χώρο του Αιγαίου. Διδακτορική διατριβή. 439σελ., Αθήνα. 233