Un mapa geológico es la representación sobre un plano topográfico de los elementos geológicos que afloran en la superficie terrestre. Las diferentes rocas o formaciones geológicas y sus edades se representan mediante una trama de colores que las identifican. En el mapa geológico también se representan las deformaciones sufridas por las estructuras geológicas tales como fallas, pliegues o foliaciones. Estas estructuras, del ámbito de la tectónica, se representan en el mapa con diferentes símbolos que junto con la trama de colores son explicados en la leyenda.
Originalmente desarrollados para aplicar el estudio de las ciencias geológicas en trabajos de campo, los mapas geológicos son hoy herramientas de trabajo que permiten el desarrollo de proyectos de exploración y producción de hidrocarburos como el petróleo y el gas, minerales y agua, entre otros. Uno de los primeros geólogos en crear un mapa geológico fue William Smith.
La fotografía vertical desde un helicóptero se utiliza a menudo para relevar un terreno que se quiere estudiar geológicamente. Estas fotografías se ensamblan luego y se contrastan con el mapa de la zona. Esta nueva información que se agrega sobre el mapa permite observar elevaciones del terreno, y cómo se relacionan entre sí (a qué distancia se encuentran las formaciones, etc).
Las notas de campo son las observaciones directas que se hacen en las jornadas de exploración. El geólogo apunta en un cuaderno lo que observa en el terreno, información que luego también servirá para completar el construcción del mapa geológico.
Los mapas geológicos, para su correcta interpretación, incorporan una leyenda en la que se describen los símbolos y colores que aparecen en el mapa junto con una explicación de su significado. En ocasiones suele incluir columnas estratigráficas y cortes geológicos.
En el trabajo de campo el geólogo recoge muestras de las diferentes formaciones rocosas que afloran en superficie. En un primer momento realiza un reconocimiento visual que se complementará posteriormente con un estudio microscópico que determine la composición mineral y textura de cada muestra. El objetivo final es clasificar correctamente las formaciones litológicas que se representarán en el mapa.
La fotografía, ya sea sobre el terreno o bien fotografía aérea, es una herramienta de gran valor para la realización de mapas geológicos ya que ayuda a comprender el terreno sobre el que se está trabajando.
El mapa geológico más antiguo que se preserva a día de hoy es el Papiro de las minas (1150 a. C.) expuesto en el Museo Egipcio de Turín. Muestra la distribución local de diversos tipos de roca y sus características litológicas en la región minera del uadi Hammamat (Egipto). También contiene información sobre diversas canteras, minas de oro y pozos de agua. Fue preparado para una expedición de Ramsés IV.
Uno de los primeros mapas geológicos de la era moderna fue realizado en 1743 por el físico y geólogo inglés Christopher Packe (1686-1749), A New Philosophico-chorographical Chart of East Kent , el primer mapa de tal tipo de Inglaterra meridional.
También es pionero el mapa de 1771 «Map of Part of Auvergne, or figures of, The Current of Lava in which Prisms, Balls, Etc. are Made from Basalt. To be used with Mr. Demarest's theories of this hard basalt. Engraved by Messr. Pasumot and Daily, Geological Engineers of the King». [Mapa de parte de Auvernia, o figuras de, la corriente de lava en la que se hacen prismas, bolas, etc., de basalto. Para usar con las teorías de Mr. Demarest sobre este pesado basalto. Grabado por Messr. Pasumot y Daily, Geological Engineers of the King]. Este mapa se basa en el estudio detallado de 1768 de Nicolas Desmarest sobre la geología y la historia eruptiva de los volcanes de la región de Auvernia y una comparación con las columnas de la calzada de los Gigantes de Irlanda. Desmarest identificó ambos puntos de referencia como características de volcanes extintos. El informe de 1798 se incorporó en el compendio de la Royal Academy of Science de 1771 (francés).
Entre los primeros mapas geológicos también se encuentra el de Estados Unidos, elaborado en 1809 por William Maclure. En 1807, Maclure emprendió la tarea autoimpuesta de realizar un estudio geológico de los Estados Unidos. Recorrió y cartografió casi todos los estados de la Unión. Durante el riguroso período de dos años de su estudio, cruzó y volvió a cruzar las montañas Allegheny unas 50 veces. El mapa de Maclure muestra la distribución de cinco clases de roca en lo que ahora son solo los estados del este de los actuales Estados Unidos.
El primer mapa geológico de Gran Bretaña fue creado por William Smith en 1815 utilizando los principios (leyes de Smith) formulados por primera vez por Smith.
En América del Sur, uno de los primeros mapas geológicos fue el realizado en 1907, formando parte de un informe sobre el descubrimiento de petróleo en Argentina.
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