Fault activity in the Rio Colca Valley in the Pinchollo-Maca Area, Central Andes, Southern Peru

Praca prezentuje wyniki badań strukturalnych sieci uskoków i spękań w utworach mezozoiku i czwartorzędu przeprowadzonych w Dolinie Rio Colca w okolicy Pinchollo-Lari-Maca (Andy Peruwiańskie). Z przeprowadzonych badań wynika, że Dolina Rio Colca ma założenia tektoniczne i wykorzystuje niemal wszystkie występujące na analizowanym terenie zespoły nieciągłości, ze szczególnym uwzględnieniem uskoków o przebiegu WNW-ESE, NE-SW oraz rzadziej - W-E. Większość stwierdzonych uskoków przemieszcza zarówno utwory mezozoiczne i mioceńskie jak i czwartorzędowe, co świadczy o ich współczesnej aktywności. W pokrywających dużą część terenu czwartorzędowych koluwiach zaznaczają się kierunki niemal wszystkich uskoków stwierdzonych w utworach mezozoicznych. Współczesna aktywność uskoków spowodowała utworzenie się na powierzchni terenu wyraźnych pierwotnych skarp uskokowych, które nie uległy dotychczas procesom denudacyjnym.Fault/fracture network within Mesozoic and Quaternary formations has been studied in Rio Colca Valley in Pinchollo - Lari - Maca area (Peruvian Andes). The results show structural framework of the Rio Colca Valley based on nearly all tectonic discontinuities observed in the area; mostly on WNW-ESE and NE-SW faults, and on few W-E faults. Displacements of Mesozoic, Miocene and Quaternary formations observed on nearly all faults in the study area provide evidence for recent tectonic activity. Most of the faults in the Mesozoic bedrock continue in Quaternary colluvial deposits. Recent faulting led to development of a system of distinct, primary scarps and land cracks on the surface, which have not been eroded yet

A Digital Terrain Model in visualization and interpretation of geological and geomorphological settings

Geological sciences have recently utilized a wide range of numerical methods to collect, analyze, visualize and interpret geospatial datasets both at industrial and academic level. Investigation of various elements of surface and subsurface structures using DEM (Digital Elevation Model), DTM (Digital Terrain Model) and SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) data provides unique opportunities for depiction of geology and geomorphology in a form of three-dimensional maps. These digital maps should potentially replace traditional topographic maps in the nearest future. New numerical systems have enhanced significantly time efficiency of producing maps and related databases. Advance in detailed work on the high resolution maps and digital elevation computer-supported models is essential for precise and objective interpretation of large datasets. Available visualization systems produce sets of images and animations showing geospatial structures, processes and their relations in a multi-dimensional form commonly presented as stereo-pairs for presentation in an immersive environment or as anaglyphs. Utilization of web-accessible datasets of DTED level 0 and 1 and LandSat images is a new advantage in small and regional scale mapping

3D geological model of the Knurów-Szczygłowice hard coal deposit

The paper describes a workflow (and a resulting 3D geological model), developed for detailed 3D modeling of coal deposits in the "Knurów-Szczyg³owice" Underground Coal Mine in the Upper Silesian Coal Basin. The model covers 20 sq. km (4 5 km) and integrates data from various sources: mainly coal seam mining maps and lithological borehole profiles, but also auxiliary sources like legacy cross-sections and structural maps. High grid resolution and relatively small uncertainties allow future testing of the model's application in industry-related issues such as mining subsidence prediction or underground coal gasification

High-resolution 3D structural model of Major Groundwater Basin (MGWB) Gliwice no 330

Tworzenie wielowarstwowych modeli numerycznych w systemach krasowo-szczelinowych napotyka na duże problemy n wiarygodnym odwzorowaniu układu krążenia wód podziemnych, już na etapie modelu koncepcyjnego. Sposób przedstawiania geometrii ośrodka hydrogeologicznego w oparciu o dwuwymiarową mapę geologiczną, wybrane przekroje i otwory geologiczne bez szczegółowej interpretacji wgłębnej, często skomplikowanej budowy geologicznej, może być niewystarczający. Zastosowanie nowoczesnych metod trójwymiarowej kartografii do przedstawienia wgłębnej budowy geologicznej, przy wykorzystaniu specjalistycznego oprogramowania typu Earth Vision pozwalana lepsze jej odwzorowanie i zrozumienie. W pracy opisano wykonany model budowy geologicznej wielowarstwowego systemu wodonośnego, którego głównym elementem jest GZWP Gliwice, o powierzchni 392 km2, wyodrębniony w węglanowym kompleksie wodonośnym triasu. Możliwość odwzorowania struktury geologicznej zbiornika, w tym w szczególności licznych rowów i zrębów tektonicznych, wpłynie znacząco na poprawność dyskretyzacji ośrodka hydrogeologicznego w modelu przepływu wód podziemnych FeFlow.Construction of multilayer numerical models in a karst-fractured medium creates big difficulties in the correct and credible presentation of groundwater flow systems. Presentation of geometric groundwater medium using data from 2D geological maps, bore holes and geological cross-sections can be insufficient without acute interpretation of deep geological structure. Applications of new techniques of computer 3D geological modelling helps better mapping and understand deep geological structure. In the paper 3D geological model of MGWB Gliwice is presented. Geological model has been developed using Earth Vision software. Possibility of presenting 3D hydrogeological formation in geological structure model with many horsts and grabens separated by faults will be have significantly influenced on correctness digitizing hydrogeological medium structure in the flow model FeFlow

Analogue GPR study of the Permian fanglomerates from Zygmuntówka Quarry near Chęciny, Holy Cross Mountains, southern Poland, for construction of a training image for multiple point simulations

The distribution of Permian alluvial fan lithofacies in a quarry at Zygmuntówka near Chęciny, Holy Cross Mts., in southern Poland was investigated using ground penetrating radar (GPR) in order to create a training image for multiple point statistics (MPS) reconstructions of alluvial fan sedimentary facies. Five pseudo-3D GPR datasets were collected, processed and uploaded for interpretation into SKUA-GOCAD 3D geological modelling software. Three radar facies were distinguished based on the 3D geometrical pattern of radar reflections and linked to lithofacies described from the quarry by Zbroja et al. (1998). A statistical summary showed that ~50% of the lithofacies resulted from gravity flows (mostly non-cohesive), while the remaining proportion was deposited by unconfined and confined flash floods. Fluvial sedimentary facies left by waning of catastrophic floods or reworking during fair weather, alihough not prevalent, could not be distinguished from confined flood deposits based only on GPR data. The GPR datasets together with information from field observations were used to carry out MPS simulations and estimate the most probable 3D model of lithofacies at the quarry scale. This model will in turn serve as a training image for MPS reconstructions of alluvial-fan facies of Rotliegend conglomerates in the multi-scale geological model of the Gorzów Block (western Poland)

The numerical spatial model (3D) of geological structure of Poland- from 6000 m to 500 m b.s.l.

The article describes the methodology and the results of the pilot stage of a project, aimed at representing the deep geological structure of Poland from 6000 m to 500 m b.s.l. as a 3D numeric spatial model in scale 1 : 500,000, in the "1992" georeference system

Development of Zechstein evaporites deposition in the area of Mazovia-Lublin Graben (SE Poland)

Utwory ewaporatowe (siarczany i sole kamienne) cyklotemów PZ1, PZ2 i PZ3 cechsztynu występują w NW części rowu mazursko-lubelskiego (SE Polska), dla którego skonstruowano w latach 2012-2016. model 3D budowy geologicznej. Dostępne dane z otworów wiertniczych (karotaże, opisy rdzeni wiertniczych i prób okruchowych) pozwoliły ustalić warunki (głębokość, miąższość) i przypuszczalny zasięg występowania tych utworów oraz wyróżnić 8 typów facjalnych, reprezentujących różne środowiska depozycji. Opracowane mapy rozmieszczenia poszczególnych typów facji dla każdego z ewaporatowych wydzieleń litostratygraficznych oraz 3D wizualizacje rozmieszczenia głównych komponentów litologiczno- facjalnych wymienionych cyklotemów umożliwiły przedstawienie zmian środowisk depozycji w kolejnych cyklach cechsztynu w tej części rowu mazowiecko-lubelskiego.Evaporites (sulphates and halites) of Zechstein PZ1, PZ2 and PZ3 cyclothemes occur in the NW part of Mazovia-Lublin Graben (SE Poland), for which the 3D model of geological structure was created in 2012-2016. Available geological data from boreholes (well logs and descriptions of cores and crushed rock samples) enabled to precise the occurrence parameters (depth and thickness) and the supposed extent of studied evaporites as well as to define 8 facies types, represented various depositional settings. Several maps, illustrating facies distribution of each evaporitic lithostratigraphic unit, supported with 3D images of main lithological-facies components of mentioned cyclothemes allowed to comment the environmental changes in the Mazovia-Lublin Graben area during evaporitic periods of studied cyclotheme successions

Cementitious materials with controlled volume changes for repairing and sealing works

Sporządzono spoiwa bezskurczowe i ekspansywne złożone z cementów portlandzkich o różnym składzie oraz z tak zwanego czynnika ekspansywnego stanowiącego mieszankę cementu glinowego oraz specjalnego spieku siarczanowo-wapniowego. Określono zmiany objętości stwardniałych zaczynów, jak również dynamikę narastania wytrzymałości i czas wiązania. Ustalono doświadczalnie proporcje składników mieszanek ekspansywnych oraz receptury spoiw. Dokonano prób wyjaśnienia zmian objętości w funkcji zawartości poszczególnych składników - przeprowadzono badania składu fazowego hydratyzujących materiałów oraz obserwacje mikroskopowe.The shrinkage-less and expansive binders were produced by mixing of different portland cements with an expansive agent composed of calcium aluminate cement and special sulfate-lime sinter. The volume changes, strength development and setting of binders were characterized. In the experiments the proportions of expansive mixtures and cementitious materials were stated. The investigations with aim to find the relationship between the volume changes and composition of initial mixtures were also carried out - the phase composition studies and microscopic observations were done

Fault network in Rio Colca valley between Maca and Pinchollo, Central Andes, southern Peru

The network of faults and joints within the Mesozoic, Miocene and Pleistocene–Holocene formations was studied in the Rio Colca valley, in the Pinchollo–Lari–Maca area (Central Andes, southern Peru). A complex, multi-phase development of these structures was revealed. The results show that the structural framework of the Rio Colca valley consists of WNW–ESE and NE–SW faults, and a few W–E faults. The strike of the most common fault sets is approximately parallel (longitudinal) or perpendicular (transverse) to the W–E oriented strike of stratification surfaces in the Mesozoic sedimentary series and the W–E fold macro-structures, developed in these strata. Diagonal faults and joints are less common, although at some localities they are numerous. The recurrence of major fault systems throughout the Mesozoic and Miocene series and the Pleistocene–Holocene (mainly colluvial) deposits is proof of recent, tectonic activity in the study area. The recent faulting has led to the development of a system of distinct, primary fault scarps, tectonic grabens and horsts, as well as open fissures, which are well marked in the surface morphology, and in many cases have not yet been eroded

Integration of subsurface data for refinement of geological structure of salt diapirs; Łanięta salt diapir case

Współczesne modele geologiczne 3D mają charakter innowacyjny w kompleksowym podejściu do rozpoznania wgłębnej budowy struktur i jednostek geologicznych. Umożliwiają one integrację i przestrzenną interpretację informacji geologicznej, archiwizowanej w postaci różnorodnych baz danych oraz analogowych materiałów kartograficznych. Zaletą tworzonych modeli 3D jest możliwość ich bieżącej modyfikacji wraz z dopływem nowych danych. Model geometryczny 3D uzupełniony informacjami o zmienności litolofacjalnej, parametrami petrologicznymi lub/i petrofizycznymi, jest podstawą szacowania zasobów złóż surowców i może być wykorzystany w symulacjach procesów geologicznych i hydrogeologicznych. Przedstawiony model budowy geologicznej wysadu solnego Łanięta prezentuje możliwości kompleksowej analizy danych, uwzględniającej szerokie spektrum skali rozpoznania geologicznego wysadu. Podczas procesu budowania modelu matematycznego opierano się w znacznej mierze na archiwalnych danych otworowych, wynikach pomiarów i analiz fizyko-chemicznych, a także na dostępnych interpretacjach profilowań sejsmiki 2D. Główną część modelowania przeprowadzono w oparciu o szczegółowe i półszczegółowe zdjęcia grawimetryczne. Do modelowania gęstościowego wykorzystano anomalie grawimetryczne w redukcji wolnopowietrznej, dzięki czemu możliwe było zbudowanie modelu od powierzchni terenu. Modelowanie wykonano w dwóch etapach. W pierwszym etapie obliczono prosty model oparty o zdjęcie półszczegółowe. Głównym efektem tego etapu było uzyskanie tła geologiczno- gęstościowego dla drugiego etapu, jakim było modelowanie samej struktury solnej. Etap ten realizowany był w oparciu o zdjęcie szczegółowe. Zdjęcie to w jednoznaczny sposób ukazuje niejednorodność modelowanego ciała. Dużym problemem w tego typu analizach jest prawidłowe zróżnicowanie gęstości w obrębie samego wysadu. Obecność dwóch typów litologicznych o bardzo zróżnicowanej gęstości (lekka sól i bardzo ciężki anhydryt) powoduje, że jednoznaczność wynikowego modelu w dużym stopniu uzależniona jest od znajomości relacji miąższościowych poszczególnych typów skał budujących pień solny wysadu (z otworów wiertniczych bądź sejsmiki).Recent techniques of 3D geological models building present an innovative approach to integrated subsurface mapping of geological structures. Multiple sources of geological and geophysical data have been used in complex 3D modeling from both digital databases as well as analogue archives. Structural framework of the model supplemented with lithological and petrophysical data discretized in spatial grids is used for resources assessment and modeling of geological and hydrogeological processes. The 3D geological model of the Łanięta salt diapir has been developed as a case study for refinement of known structure and lithological variation of the salt dome with use of borehole data, cross sections and 2D seismic interpretation as well as petrophysical and geochemical analysis. The study has been focused on application of the geologically-constrained 3D geophysical inversion of gravity data for delineation of undrilled parts of the structure. The free-air correction of gravity data have been used for modeling of the structure from the terrain surface down to the depth of 1 km below sea level. Both regional and local gravity surveys were used in two steps approach. The low resolution regional model has been created for 3D trend model of density distribution in the first step. It was followed by the high resolution, detailed inversion of local gravity data. The 3D inversion constrained by borehole control points presents density variation of modeled structure. A significant challenge of presented approach of gravity inversion is an adequate differentiation of density in the salt diapir. The delineation of large density contrast of halite and anhydrite rock in the highly deformed internal diapir structures is problematic and it depends mostly on available borehole or seismic data on lithological succession and spatial distribution