mini|hochkant=1.5|Moderne geologische Karte von Lothringen mit vereinfachter Farbkennzeichnung und einigen wenigen geographischen Informationen mini|hochkant=1.5|Frühe petrografische Karte, Grafschaft Mansfeld, 1815 (handkolorierter Kupferstich)
Eine geologische Karte ist eine thematische Karte, die den geologischen Bau des kartierten Gebietes an seiner Oberfläche und/oder dem oberflächennahen Untergrund darstellt. Oft ist eine geologische Karte zur anschaulicheren Darstellung der Lagerungsverhältnisse um ein geologisches Profil ergänzt. Grundlage einer geologischen Karte sind eine entsprechende topographische Karte in Verbindung mit einer geologischen Kartierung.
Kartendarstellung Im Normalfall stellt eine geologische Karte die an der Oberfläche anstehenden Gesteine dar, welche die geologische Struktur eines Gebietes bestimmen. Außer im Spezialfall der Bodenkarte werden die die eigentliche Oberfläche bildenden Böden und Lockergesteine jedoch nur berücksichtigt, wenn sie eine Mächtigkeit von mehr als 1,5 m besitzen, ansonsten werden sie nicht dargestellt. Eine geologische Karte ist also im Normalfall eine abgedeckte geologische Karte.
Eine einfache geologische Karte stellt die Verbreitung der verschiedenen Gesteine wie Sandstein, Kalkstein, Schiefer, Granit oder Gneis dar, die sich anhand von Gesteinsausbildung, Farbe oder Zusammensetzung unterscheiden lassen. Die in der Geologie normalerweise benutzte Karte geht über diese lithologische Darstellung hinaus, indem sie die Gesteine aufgrund ihrer Gesteinsausbildung, ihres Alters und ihres Entstehungszusammenhangs zu Karteneinheiten in einer lithostratigrafischen Karte zusammenfasst. Zusätzlich sind die wichtigsten Abweichungen vom normalen Schichtverband eingetragen, neben den verschiedenen Störungen auch anormale Schichtkontakte wie Diskordanzen oder fazielle Übergänge innerhalb einer Kartiereinheit.
Neben dieser Art der Darstellung sind weitere Formen der geologischen Kartendarstellung möglich, etwa aufgrund der Metamorphose oder Tektonik.
Zur besseren Orientierung sind die geowissenschaftlichen Markierungen und Flächenkolorite mit topografischen Grundinformationen unterlegt. Das sind Straßennetze, Flüsse, Häuser bzw. Siedlungen und einzelne Geländemarken sowie geografische Namen.
Erläuterungsbericht Zu einer geologischen Karte gehört im Regelfall ein Erläuterungsbericht, der die geologischen Verhältnisse im Bereich der Karte ausführlich beschreibt. Meist sind darin auch Angaben zu hydrologischen Verhältnissen, paläontologischen Fundstellen, Rohstofflagerstätten, agrargeologischen Sachverhalten und vorhandenen Erkundungsbohrungen aufgeführt. Manche Kartenautoren geben einen kurzen Überblick zur Vorgeschichte der Aufnahmearbeiten im Bereich ihres Kartenblattes.
Mit dem Text werden die zusammengefassten Beobachtungen des aufnehmenden Geologen (-teams) im Gelände niedergeschrieben und die Beziehungen zu den benachbarten Gesteinsschichten/Formationen hergestellt. Je nach Bedarf wird auf einzelne Gesteine und/oder Minerale näher eingegangen. Häufig ist der Bericht nach den Abschnitten der geologischen Erdzeitalter gegliedert.
Der Erläuterungsbericht ist besonders bei Kartensystemen, die aus mehreren Blättern bestehen, begleitender Bestandteil. Typischerweise sind die modernen Kartensysteme im Maßstab von 1:25.000 oder 1:50.000 angelegt. Beim Erwerb einer geologischen Karte ist der Erläuterungsbericht nicht zwingend beigelegt und stellt eine eigenständige Publikation dar. In Deutschland, Österreich und vielen anderen Staaten werden seit dem 19. Jahrhundert diese Berichte erstellt. Dabei war es üblich geworden, sie vor oder parallel zur separaten Drucklegung in relevanten Fachzeitschriften zu veröffentlichen.
Verwendung geologischer Karten mini|links|Geologische Karte Nordamerikas (2003)
Eine geologische Karte ist für Geologen ein Darstellungsmittel, das komplexe Informationen in einer sehr übersichtlichen Form zusammenbringt. Zur Orientierung in geologischen Zusammenhängen und bei Entscheidungen in geotechnischen und umweltrelevanten Fragen bietet sie ausgebildeten Spezialisten einen schnellen Einstieg in eine Region und ihren geologischen Aufbau. Sie ist die Grundlage für wasser- und forstwirtschaftliche Entscheidungen, spielt eine wichtige Rolle bei Baugrundgutachten, Tunnel- und Talsperrenbau und ermöglicht eine erste Beurteilung der Lage im Rahmen von Sanierungsuntersuchungen und bei der Beurteilung von Altlasten. Darüber hinaus ist sie die Grundlage von wissenschaftlichen Auswertungen und speziellen geologische Fragestellungen wie etwa die Möglichkeit des Vorkommens bestimmter Fossilien und Minerale, die auch für Amateurgeologen wie Mineraliensammler und Hobby-Paläontologen von Interesse sein können.
Vor diesem Hintergrund ist es wenig überraschend, dass die systematische geologische Erkundung und Kartierung in den meisten Ländern der Welt eine staatliche Hoheitsaufgabe ist, die durch spezielle Landesämter und nationale Organisationen wahrgenommen wird. Das jeweilige nationale Territorium wird in mindestens einem Kartenwerk in einheitlichem Maßstab dargestellt. Die Grundlage dieser Kartenwerke, die in verschiedenen Maßstäben vorliegen, ist die so genannte geologische Spezialkarte. Sie stellt im Gegensatz zu Kartenwerken kleineren Maßstabs die geologischen Verhältnisse in hoher Auflösung dar, dass auf ihrer Grundlage spezielle kleinräumige Aussagen getroffen werden können. Die geologische Spezialkarte ersetzt allerdings nicht die etwa für Baumaßnahmen nötige detaillierte Erkundung der örtlichen Verhältnisse etwa durch Rammkernsondierungen oder Bohrungen.
In Deutschland ist dies zum Beispiel die geologische Spezialkarte im Maßstab 1:25.000, mit deren Aufnahme in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts begonnen wurde. In Österreich und der Schweiz existieren geologische Kartenwerke im gleichen Maßstab. In Frankreich war lange Zeit die geologische Spezialkarte im Maßstab 1:40.000 gebräuchlich, sie wird zunehmend durch Karten im Maßstab 1:25.000 ersetzt.
Kartografische Grundlagen mini|Geologische Karte von Prag und Umgebung 1877 von J. Krejčí und R. Helmhacker mini|Geologisches Geländeprofil (Ausschnitt) aus der Umgebung von Prag, 1879 gezeichnet von Rudolf Helmhacker Auf einer geologischen Karte werden geologische Einheiten so exakt wie möglich und entsprechend der Zielsetzung der Karte durch Grenzlinien gegeneinander abgegrenzt. Die voneinander abgegrenzten Flächen werden mit einer einheitlichen Farbe oder Schraffur ausgefüllt, die in einer beigefügten Legende kurz erläutert wird. Zur besseren optischen Unterscheidung einzelner Farbmarkierungen wird jeweils eine Buchstabenkombination parallel zur Farbe geführt. Eine ausführliche Erklärung der Karteneinheiten und weitere Informationen, die in der Karte zum Teil nicht darstellbar sind, werden in einer Erläuterung zusammengestellt, die als Beiheft der Karte mitgegeben wird. Neben den geologischen Einheiten kann eine geologische Karte weitere Informationen in der Form von verschiedenen Linienarten, speziellen geologischen Zeichen oder zusätzlichen Schraffuren und Kartentexten sowie ausgewählten Geländeprofilen enthalten.
Kartografische Grundlage einer geologischen Karte ist eine möglichst aktuelle topographische Karte, die vor allem die Geländeformen, Höhenlinien und geographischen Gegebenheiten im selben Maßstab wiedergibt wie die geologische Karte.
Geologische Karten verwenden je nach Zielsetzung unterschiedliche Kartenmaßstäbe. Geologische Übersichtskarten werden im Maßstab 1:100.000 bis 1:1.000.000 oder kleiner dargestellt und bilden die geologischen Verhältnisse ganzer Regionen, Länder oder Erdteile ab. Geologische Spezialkarten benutzen Maßstäbe wie 1:75.000, 1:50.000 oder 1:25.000, um die örtlichen geologischen Gegebenheiten eines Gebietes wiederzugeben. Für die Darstellung kleiner Gebiete oder einzelner Aufschlüsse werden noch größere Maßstäbe wie 1:5.000 oder 1:500 gewählt.
Seit dem Internationalen Geologenkongress 1881 in Bologna wird versucht, die Farben für die Gesteinseinheiten zu standardisieren. Die Aufgaben der Standardisierung übernehmen internationale und nationale geologische Kommissionen.
Thematische geologische Karten Neben der schon erwähnten Form der lithologischen und lithostratigrafischen Karte existieren weitere Formen geologischer Karten. So ist einer modernen geologischen Spezialkarte im Maßstab 1:25.000 je nach kartiertem Gebiet eine tektonische Karte beigegeben. Diese Karte ist meist nicht farbig angelegt, es sind nur die auf der eigentlichen geologischen Karte eingezeichneten Schichtgrenzen und Störungen abgebildet. Zusätzlich sind alle Stellen, an denen die Raumlage der Schichtung oder andere Gefügeelemente wie Schieferung und Klüftung bei der Kartierung messbar waren, durch spezielle Zeichen gekennzeichnet, welche durch den jeweiligen Messwert begleitet werden. In Gebieten mit gefalteten Schichten wird der Verlauf der Faltenachsen der wichtigsten Sättel und Mulden mit speziellen Linien eingezeichnet. Häufig werden in der tektonischen Karte Daten zur Metamorphose der Gesteine eingetragen, so etwa die Inkohlung.
Der geologischen Spezialkarte wird im Regelfall eine Karte der Steine und Erden (Erze) ebenfalls beigefügt. Auf ihr sind die bekannten Lagerstätten und Vorkommen von Erzen und die Gebiete mit wirtschaftlich nutzbaren Natursteinvorkommen verzeichnet, ebenso die aktiven und aufgelassenen Abbaugebiete solcher Bodenschätze. Eine Spezialform dieser Karte ist die spezielle Lagerstättenkarte, welche als eigenständiges Werk herausgegeben wird.
Weitere Formen der geologischen Karte sind zum Beispiel die ingenieurgeologische Karte hydrogeologische Karte Isopachenkarte Geognostische Spezialkarte
Geschichte der geologischen Karte mini|links|Teil des Turiner Papyrus
Die Darstellung geologischer Verhältnisse im räumlichen Zusammenhang ist schon im Altertum versucht worden. Als ältester und einziger erhaltener Beleg für solche Versuche gilt der sogenannte Turiner Papyrus, der vor mehr als 3000 Jahren von einem ägyptischen Schreiber erstellt wurde. In Europa tauchen gegen Ende des 17. Jahrhunderts die ersten kartografischen Darstellungen geologischer Zusammenhänge nach unseren heutigen Vorstellungen auf. Der Übergang von den Bergbaurevierkarten zur geologischen Karte ist fließend. Weit ältere Bergbaukarten, beispielsweise aus dem Freiberger Bergrevier, tragen Vermerke über die angefahrenen Gesteinsarten. Deshalb ist es folgerichtig, dass vor allem im Umfeld des Bergbaus und der Erzgewinnung die ersten geologischen Karten in Frankreich und England, wenig später in der Schweiz, in Deutschland und in Österreich entstanden.
Einer der Pioniere war der Militäringenieur und Kartograph Luigi Ferdinando Marsigli in Italien, der 1717 Gipsvorkommen in der Umgebung seiner Heimat Bologna kartierte und dabei auch den nicht sichtbaren unterirdischen Verlauf der Formationen mit einbezog.
Der Franzose Jean-Étienne Guettard fertigte viele regional begrenzte mineralogische und vulkanologische Karten an, schreckte aber davor zurück von lokalen Beobachtungen zu übergreifenden geologischen Formationen zu verallgemeinern und trat deshalb 1777 auch vom Projekt einer geologischen Karte Frankreichs zurück, trotz seiner jahrelangen Vorarbeiten.David Bressan, A Concise History of Geological Maps: From Outcrop to the first Map, Scientific American Blog ,22. März 2014 In seinen Untersuchungen, dem Anfertigen der Karten und auf den dazu notwendigen Reisen wurde er vom jungen Antoine de Lavoisier begleitet und unterstützt.