WELSH JOINT EDUCATION COMMITTEE CYD-BWYLLGOR ADDYSG CYMRUGeneral Certificate of Education Tystysgrif Addysg Gyffredinol

UwchAdvanced

GEOLOGY – GL4

EXTENSION GEOLOGY

P.M. FRIDAY, 14 June 2002

(2 Hours)

RD*(0016/16)

In addition to this paper you will need:the Geological Map Extract (Cheddar)

454/01

Examineronly

Section A

Section B

INSTRUCTIONS TO CANDIDATESAnswer all the questions.

Write your answers in the spaces provided.

INFORMATION FOR CANDIDATESThe number of marks is given in brackets at the end of each sub-question.

Candidates are reminded that marking will take into account the quality of communication used inyour answers.

No certificate will be awarded to a candidate detected in any unfair practice during the examination.

Total

15

15

15

15

12

12

12

96

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

2 Examineronly

Arholwryn unig

SECTION A

Answer all questions is the spaces provided.This section should take approximately 1 hour to complete.

1. Figure 1 shows data collected from a sill and adjacent rock exposed in a cliff.

Column1

Column2

Column3

Column4

Column5

Height(metres)

GeologicalSection

Mineralogy(Most common mineral listed first)

Fine

<0.

5mm

Med

ium

0.5-

2mm

Coa

rse

>2m

m

Grain Size

200

100

0

300 clay mineralsclay minerals, andalusiteplagioclase, augite, olivine

plagioclase, augite

augite, plagioclase

augite, plagioclase, olivine

olivine augite

olivine

plagioclase, augite olivinecalcitecalcite

Figure 1

(a) In Figure 1, column 5, mark and label:

(i) the top and bottom margins of the sill; [2]

(ii) a location for the rock type hornfels. Use a labelled arrow ( H). [1]

(b) Describe and explain one piece of evidence that would confirm the igneous body as a sillrather than a lava flow. [2]

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(0016/16)

3

Turn over.

Examineronly

Arholwryn unig

(c) (i) Describe the distribution of the mineral olivine within the sill. [3]

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(ii) Explain the distribution of olivine you have described. [4]

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(d) In column 2, mark, with a labelled cross (+ M), a location where the composition of the sillmost closely represents the composition of the original magma. Explain your answer. [3]

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Total 15 marks

(0016/16)

4 Examineronly

Arholwryn unig

2. Two core samples were obtained from a single rock specimen. Each sample was tested for strengthby compressing the ends of the core and measuring the resultant strain. The two tests were carriedout at different temperatures and the results are shown in Figures 2a and 2b.

Stre

ss

0

A

BC

High temperature

Fracturepoint

Strain

Stre

ss

0 Strain

Fracturepoint

Low temperature

(Both figures drawn to the same relative scales)

Figure 2a Figure 2b

(a) (i) Define the terms stress and strain. [2]

Stress . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Strain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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(ii) Describe the apparent effect of temperature on the fracture point in these tests. [2]

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(b) (i) State the type of strain illustrated by the graph between the following points onFigure 2a: [2]

0 and A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

B and C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(0016/16)

5

Turn over.

Examineronly

Arholwryn unig

(ii) Complete the diagram below by sketching the core showing the amount and type ofpermanent strain (if any) that would be expected if the stress were removed havingreached points Aand B on Figure 2a.Use suitable labels to explain your drawings. [4]

Guide lines

Len

gth

of c

ore

sam

ple

Unstrainedrock atpoint 0

Permanentstrain afterreachingpoint A

Permanentstrain afterreachingpoint B

Permanentstrain afterreachingpoint C

Fractures

(c) Describe the behaviour of the core sample shown by Figure 2b. [2]

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(d) Suggest how the results of these compression tests help to explain different types of rockdeformation in the crust. [3]

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Total 15 marks

(The cores at 0 and C are drawn for comparison.)

(0016/16)

6 Examineronly

Arholwryn unig

3. Figure 3a is a geological map showing a sequence of sedimentary rocks intruded by a granitepluton.

N

27

0 500

metres

Feature X

A

B

Limestone

Mudstone

Sandstonepoorly sorted,sub-roundedgrains with afiner matrix

Edge of metamorphic aureole

30

C1

Granite

C2

Figure 3a

(a) (i) Complete the chart below by naming the main mineral component typical of the othertwo sedimentary rocks in Figure 3a. [2]

Sedimentary Rock

Limestone �

Mudstone �

Sandstone Quartz

Main mineral component

(ii) State which of the three sedimentary rocks in Figure 3a is likely to undergo thegreatest mineralogical change during contact metamorphism. Briefly explain yourchoice. [3]

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(0016/16)

7

Turn over.

Examineronly

Arholwryn unig

(b) (i) Describe the likely changes in rock texture along the line A – B on Figure 3a. [2]

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(ii) Figure 3b shows the mineralogy and rock texture at location C1 on Figure 3a. Usingthe evidence from both figures, draw a labelled sketch below, to the same scale, toshow the likely mineralogy and texture of the sandstone at location C2. [4]

2mm

Quartz

Mica

Mineralogy and texture of rock atLocation C1

Mineralogy and texture of sandstone atLocation C2

Figure 3b

(c) (i) Name features labelled X on Figure 3a and outline their probable origin. [2]

Name . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Origin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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(ii) Explain one reason for the variation in width of the metamorphic aureole shown onFigure 3a. [2]

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Total 15 marks

(0016/16)

8 Examineronly

Arholwryn unig

4. Figure 4 shows the changes in the diversity of life during the past 600Ma.

0

100

200

300

400

500

CA

MB

RIA

N

OR

DO

VIC

IAN

SIL

UR

IAN

DE

VO

NIA

N

CA

RB

ON

IFE

RO

US

PER

MIA

N

TR

IASS

IC

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ASS

IC

CR

ETA

CE

OU

S

TE

RT

IAR

YQ

UA

TE

RN

AR

Y

600

700

800

900

A ...........................................

600 400 200 0

PRE

CA

MB

RIA

N

Box X Box X

Num

ber o

f fau

nal f

amili

es in

foss

il re

cord

(a) In Box X on Figure 4:

(i) name the era labelled A [1](ii) mark and label the extent of the Mesozoic era. [1]

(b) (i) Name the boundary at which the greatest number of faunal families became extinct.[1]

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(ii) Calculate the percentage of existing families that became extinct during this event.Show your working. [2]

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Geological age in millions of years (Ma)

Figure 4

(0016/16)

9

Turn over.

Examineronly

Arholwryn unig

(c) (i) On the graph shown in Figure 4, mark the K-T boundary mass extinction event with

an arrow ( K-T) [1]

(ii) Give two examples of faunal groups that became extinct at the K-T boundary. [2]

Faunal group 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Faunal group 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(iii) Briefly outline two contrasting hypotheses that have been put forward to account forthe K-T mass extinction. [4]

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2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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(d) Explain why the small number of families recorded at the Precambrian - Cambrianboundary does not necessarily reflect the abundance of life at that time. [3]

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Total 15 marks

(0016/16)

10 Examineronly

Arholwryn unig

SECTION B

Questions 5 - 7 relate to the British Geological Survey map extract of Cheddar.

Answer all questions in the spaces provided.This section should take approximately 1 hour to complete.

5. (a) (i) Describe the outcrop of the Triassic Dolomitic Conglomerate (DCg within the MerciaMudstone Group - MMG) on the Geological Map. [3]

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(ii) Calculate the maximum difference in the dip angles of the Triassic and Carboniferousrocks in grid square 4758.Show your working. [2]

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(iii) Figure 1 is a partly completed geological section along the line X - Y on theGeological Map (grid square 4758).

River

DolomiticConglomerate

(DCg)

CarboniferousLimestone

YX

Plane of unconformity

not toscale

Figure 1

Complete Figure 1 by sketching a few bedding planes to show the apparent dip ofthe Carboniferous Limestone beds along this section.Explain your answer. [2]

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(0016/16)

11

Turn over.

Examineronly

Arholwryn unig

(b) In grid square 4657 the boundary between the Dolomitic Conglomerate (DCg) and UpperOld Red Sandstone (PoB) is an unconformity.

(i) Using the generalised vertical section of the Geological Map, calculate theminimum thickness of beds that must have been locally eroded prior to deposition ofthe Dolomitic Conglomerate.Show your working. [2]

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(ii) The Dolomitic Conglomerate (DCg) represents deposition from high-energy streamsflowing in valleys from an upland area formed before the Triassic. Describe theevidence from the Geological Map and Figure 1 for this conclusion. [3]

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Total 12 marks

6. (a) (i) Measure the width of outcrop of the Black Rock Limestone (BRL) on either side ofBlack Down (along the line of section) between grid references 469557 and 477586.

[2]

(Note the map scale = 1:25000)

Outcrop width (north) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . m Outcrop width (south) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . m

(ii) Account for the variation in outcrop widths. [2]

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(0016/16)

12 Examineronly

Arholwryn unig

(b) Describe the characteristics of the major fold structure on the Geological Map and crosssection. [4]

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(c) With reference to the generalised vertical section and the Geological Map, describe andexplain one piece of field evidence you might expect to find at grid reference 446595 toconfirm the orientation (way up) of the Clifton Down Limestone (CDL). You may use adiagram if you wish. [4]

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Total 12 marks

(0016/16)

13 Examineronly

Arholwryn unig

7. (a) Refer to the two quarries located at grid references 445592 and 445557.

(i) Compare and contrast the geology at each loaction. [4]

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(ii) Give two reasons why the geology of the northern quarry (445592) may have posedthe greater problems for quarrying. [2]

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(b) Refer to the quarry located at Callow Hill (445557) and surrounding area. Assess thegeological implications of developing this quarry as a landfill site for domestic or toxicwaste. [6]

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