Advanced Subsidiary/Advanced

451/01

GEOLOGY – GL1

Foundation Unit

P.M. WEDNESDAY, 22 May 2002

(1 hour)

CJ*(0451/1)

Centre Number

Candidate’s Name (in full)

Candidate’s Examination Number

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

Uwch Gyfrannol/Uwch

Examineronly

Question 1

Question 2

Question 3

Question 4

Total60

INSTRUCTIONS TO CANDIDATES

Write your centre number, name and candidate number in the spaces above.

Answer all questions in the spaces provided in this booklet.

INFORMATION FOR CANDIDATES

The number of marks is given in brackets at the end of each question or part-question.

You are reminded that marking will take into account the use of examples and the quality ofcommunication used in your answers.

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

2 Examineronly

Arholwryn unig

GL1. FOUNDATION GEOLOGY

Answer all questions.

1. Figure 1 is a map showing the major relief features of the Pacific Ocean.

A

B

VC

Trench

Key

OceanRidge

Figure 1

(a) (i) Indicate, with arrows on Figure 1, the direction of relative plate movement atlocations A, B and C. [2]

(ii) State, with a reason, at which location (A, B or C) the ocean crust is oldest. [2]

Location . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Reason . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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(0451/1)

3 Examineronly

Arholwryn unig

(b) A seismic survey at location A revealed a three layered structure to the ocean crust, asshown in the Table 1 below.

Layer 1

Layer 2

Layer 3

Thickness (km) P-wave velocity(km/s)

Composition(Rock type)

0·7 2·0 Sediment(Red clay, oozes)

1·7 5·1•

4·8 7·0 Dolerite/Gabbro

Table 1

(i) Name the rock type forming Layer 2 in the space provided in Table 1. [1]

(ii) Layer 2 contains igneous structures that indicate it was formed in direct contact withseawater.Draw a labelled diagram to describe the form of these structures as they might appearin cross-section. Add a scale. [4]

(iii) Describe how the thickness of Layer 1 is likely to differ between location A andlocation B on Figure 1. Explain your answer. [2]

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Turn over.(0451/1)

4 Examineronly

Arholwryn unig

(c) An active volcano is indicated at location V on Figure 1.

(i) Name the type of lava most commonly erupted at location V. [1]

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(ii) Explain why lava of this type is erupted at location V. You may use a diagram toillustrate your answer if you wish. [2]

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[Total 14 marks]

(0451/1)

5

Turn over.

BLANK PAGE

(0451/1)

6 Examineronly

Arholwryn unig

2. Graptolites are used as zone fossils. Figure 2 is a diagram showing time ranges of selectedgraptolites.

Devonian

Silurian

Ordovician

Cambrian

Upper

Middle

Lower

Upper

Middle

Lower

Upper

Middle

Lower

Upper

Middle

Lower

Dic

tyon

ema

Did

ymog

rapt

us

Dic

ello

grap

tus

Dic

rano

grap

tus

Clim

acog

rapt

us

Mon

ogra

ptus

– EXTINCTIONTime range

Fossil diagrams notdrawn to same scale

A B C D E F

Figure 2

Refer to Figure 2.

(a) Name the morphological features X and Y on Dicellograptus (C). [2]

X . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(b) (i) Climacograptus (E) has a time range from the Lower Ordovician to extinction in theLower Silurian. Using the key, mark this time range on Figure 2. [2]

(ii) A rock exposure yielded a fossil assemblage that included

• Dictyonema (A)• Didymograptus (B)• Dicranograptus (D)• Climacograptus (E)

State, with reasons, the most likely age of the rock exposure. [2]

Age . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Reason . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Y

X

´

(0451/1)

Turn over.

7 Examineronly

Arholwryn unig

(c) Describe three features of graptolite morphology and their changes through time. [6]

1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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

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3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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(d) Using your knowledge and with reference to the factors below, complete the table to assessor explain the suitability of graptolites as zone fossils. [4]

Factor Assessment ofuse as zone fossils

Explanation

Evolutionary changewith time

Widespreaddistribution

Ease of fossilidentification

Ease of preservation

Degree of faciesindependence

Good

Quite good

•

•

Poor

• Rapid evolution in short time ranges

•

• Easily identified, forms very distinctive

•

• Found preserved mainly in shales.

[Total 16 marks]

(0451/1)

8 Examineronly

Arholwryn unig

3. Figure 3 is a field sketch of an inverted (overturned) sequence of rocks.

5cm

Structure Xwithin a fine- grainedlimestone withoccasionalplant remains

Structure Ywithin a red,well- sorted sandstonewith rounded grains(1 mm in diameter)

Key

baked margin

5 metres

Rock Units

Shale

Igneous Body A

Mudstone

Limestone

Igneous Body B

Limestone C

Sandstone D

Figure 3

Refer to Figure 3.

(a) State the type of igneous body represented by rock unit A. Explain your answer. [3]

Type of igneous body . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Explanation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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(b) (i) State the type of sedimentary structures labelled

Structure X . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . [1]

Structure Y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . [1]

(0451/1)

9 Examineronly

Arholwryn unig

Question continues on page 10Turn over.

(ii) Using the evidence from Figure 3, describe the sedimentary environment associatedwith the formation of one of the following rock units:

either Limestone Cor Sandstone D

Chosen rock unit (C or D) [3]

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(c) Clearly mark, with a labelled arrow on Figure 3, a location where each of the followingrock types may be found:

Marble (use arrow labelled R M)Spotted Rock (use arrow labelled R S)

Explain your answer in each case. [4]

Marble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Spotted rock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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(d) (i) Explain how the field relationships in Figure 3 provide evidence that the sequence isoverturned. [3]

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(0451/1)

10 Examineronly

Arholwryn unig

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[Total 20 marks]

(ii) For one other sedimentary structure, not illustrated in Figure 3, that can be used as a‘way up’ criterion,

1. describe its appearance,

2. explain how it can be used as a ‘way up’ criterion.

You may wish to make specific reference to your fieldwork (or other example youhave studied) and illustrate your answer with a labelled diagram(s). [5]

(0451/1)

11

Turn over.

Examineronly

Arholwryn unig

4. Figure 4 is a summary of the characteristics of the Earth’s layered structure.

Layer

Crust

Mantle

Outer Core

Inner Core

Depth to lowerboundary (km)

7 - 65

2900

5000

6371 (centre)

Relativedensity

2·7 - 2·9

3·3 - 5·7

9·7 - 11·8

13 - 14

Velocity ofP-waves (km/s)

6·5 - 6·9

8·1 - 13·6

8·1 - 10·3

11·2

Velocity ofS-waves (km/s)

3·2 - 4·3

4·3 - 7·3

none

–

Figure 4

(a) Complete the table below by naming the layers described from those given in Figure 4.(Any layer may be used more than once or not at all.) [4]

Layer

•

•

•

•

Description

The layer of similar composition to stony meteorites.

The layer of zero rigidity.

The solid layer of similar composition to iron meteorites.

The layer in which the Earth’s magnetic field is generated.

(b) Explain why the velocity of earthquake waves generally increases with depth in the mantle.[2]

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(c) Explain the variation in thickness of the crust. [4]

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[Total 10 marks]

(0451/1)

For continuation only.

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