Your SlideShare is downloading. ×
Analysis Of Core Samples And Stratigraphic Sections In Light Of The Glacial Geology Of Long Island
Upcoming SlideShare
Loading in...5

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

Saving this for later? Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime – even offline.
Text the download link to your phone
Standard text messaging rates apply

Analysis Of Core Samples And Stratigraphic Sections In Light Of The Glacial Geology Of Long Island


Published on

Published in: Technology, Business
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Total Views
On Slideshare
From Embeds
Number of Embeds
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

No notes for slide


  • 1.               Analysis of Stratigraphic Sections and a Core Sample In Light of the Glacial Geology of Long Island Gloria Gill 104451458 Stratigraphy Graduate Paper                      
  • 2.   Introduction:  Numerous geologic events influenced the current geologic state of Long Island, New  York.  The most significant of which are the glacial episodes involving the advance & retreat  of a continental ice sheet during the late Pleistocene Epoch. The Pleistocene Epoch (~2  million‐10,000 years ago) is characterized by drastic climate changes and sea level  fluctuations. (Stoffer & Messina, 1996)  Sea level change was a result of the several glacial  advances that took place over 10,000‐100,000 year intervals.  Glaciation periods are  usually separated by a short warmer period, where the rate of melting is faster than the  rate of freezing, this is known as an interglacial period. (Stoffer & Messina, 1996)   According to Fuller (1914), the following six stages arranged in a chronological order from  youngest  to oldest, have constructed Long Island’s current stratigraphy. These stages are:  the Holocene Postglacial Age, the Late Pleistocene Wisconsin Stage, the Sangamon  Interglacial Age, the Kansan Stage, the Interglacial and the Early Pleistocene Nebraskan  Stage.  A glacier acts like a bulldozer, it deforms the material underneath it, reworking and  picking up older deposits and which are then transported before being re‐deposited.  (Martini, 2001)  Therefore, during the advancement of the continental ice sheet this  powerful debris flow transforms topography while plucking large boulders and cobbles  from the bedrock in its path. (Stoffer & Messina, 1996)  As boulders and cobbles are  dragged along the base of the glacier they are eroded and destroyed, thus deeming a glacier  a silt‐depositing machine.  However, boulders and cobbles within the ice are protected  from erosion and can be transported thousands of miles without erosion before deposited, 
  • 3. along with gravels, pebbles and silt, as unsorted diamicts when the ice melts. In addition to  direct glacial deposition, glacial systems include fluvial, eolean, lacustrine, and marine  depositional environments.  Therefore, glacial advance and retreat left behind distinct  features that make Long Island unique.  These features include but are not limited to  moraines, kettles, tunnel valleys, and outwash plains. (Bennington, 2003)   On long Island there are three well‐defined moraines, the Harbor Hill moraine, the  Ronkonkoma moraine, and Roanoke Point moraine (Bennington, 2003). Moraines  are  sediment build ups at or near the margins of glaciers. They are either terminal, which  indicates the glacier’s maximum advance, or recessional, which indicates a glacier’s  temporary pause throughout its retreat (Martini, 2001).  Figure 1 illustrates the locations  of these different moraines and their elevations, which provides more insight to their  glacial origin (Hanson, 2002).          Figure 1. Digital elevation model (DEM), Long Island, New York. Glacial features:  Ronkonkoma Moraine (Rm), Roanoke Point Moraine (Rpm), Harbor Hill Moraine (HHm), kame deltas (kd). 
  • 4.   The current model, which was first proposed by Fuller (1914), explains that the  Ronkonkoma moraine and the Roanoke Point moraine have developed from the same  glacial advance and retreat (Bennington, 2003).  On the other hand, unlike previously  thought, the Harbor Hill moraine is not a recessional moraine.  It is a younger terminal  moraine that was produced by a second glacial advance and retreat. (Bennington, 2003)  Extending south from the Harbor Hill Moraine is the slightly elevated outwash plain.  (Bennington, 2003)  An outwash plain forms because of glacial melt water, in the form of  braided streams, transports large volumes of sediment and debris. (Martini, 2001)  In  addition, tunnel valleys, developed by subglacial melt water, also contribute to the  sedimentology of the area. (Bennington, 2003)  These features on the North shore of Long  Island (figure 2) are the focus of this study, as I attempt to support the hypothesis that if  Long Island is a composite of depositional environments indicative of glacial activity, then a  core analysis and a study of an exposed section on Stony Brook University Campus will  yield supporting data.   Figure 2.   Harbor Hill  Moraine (HHm)  in Huntington‐ Northport area.  Glacial features:  Tunnel valleys  (dashed lines),  outwash  channels (oc),  outwash plain  (op). Cold Spring  Harbor (CSH).         
  • 5. Experimental Design:    In order to study the stratigraphy data at Stony Brook University campus, two  methods were employed.  First a detail stratigraphic section was drawn at three locations  within an exposed section near the stream valley (figure 3).  Second, stratigraphic data was  complied using drilling techniques included a hollow stem auger and a geoprobe in the  Research and Development Park located west of the main campus. (figure 4) These  machines allow for core sample collection and core analysis. The Hollow‐Stem Auger Drill  is quick and easy to use but is only for shallow digging. It does not result in a neat core  sample. The Geoprobe drill us a direct push sampling device and is applicable for drilling  20 – 25 feet below the surface. This drill is easy to maneuver into tight spaces and creates  small holes, which minimize surface damage. The center of the Geoprobe drill is hollow like  a straw and thereby in capsules soil samples in five‐foot long plastic tubes. Yet, this type of  sampling results in a compacted core that distorts the actual increments. This can lead to  slight depth miscalculations. The soil samples were transported to the Earth Space &  Science building for examination.  This transportation also could of slightly disturbed data.       Figure 3:   Figure 4:  Location of Stream Valley,  Location of Drill Site, marked  Stony Brook University Main  by D. SB Research and  Campus  Development Park   
  • 6. Observations/Results:    Along the exposed sections of the Creek Valley wall, we used a small spade and  shovel to uncover approximately 4 feet of strata over 25 to 30 lateral feet. The stratigraphic  sections in figures 5‐7 illustrate the data observed on the Creek Valley wall. The stratum  includes organic, loess, clay, sand, and gravel layers, as well as iron and manganese layers.  We can see a trend in clay layering as well as the gravely sand layer of outwash throughout  the area. The stratigraphic sections (figures 5 ‐ 7) also note consistent, dark layers of  manganese and iron. This is seen clearly in the photo of section F (figure 8). These layers  formed in anaerobic conditions when the layer was far below the surface. Well‐defined  boundaries between rock layers often represent breaks in sedimentation. These breaks can  characterize a loss of information over long periods of erosion or none deposition, called  unconformities.  Figure 5: Stratigraphic  column for exposed section  (A), image complied with the  held of Dina Zakaria.      
  • 7.     Figure 6:   Stratigraphic column for  exposed section (C),  image compiled with the  help of Dina Zakaria.    Figure 7: Stratigraphic  column for exposed section  (F), image complied with the  held of Dina Zakaria.   
  • 8.   Figure 8: Photograph of Section F.  
  • 9. On November 12, 2009, with the help of Mr. Baldwin from Land, Air and Water  Environmental Services, we obtained a 25 ft long core sample from the Stony Brook  Research and Development Park, using a Hollow‐Stem auger Drill and a Geoprobe. The  technician drilled the upper 5 feet with the augur. This section consists of glacial till and  some sand‐gravel mix. The first few inches of the sample are silty sand and brown in color.  At a depth of 3 inches, the soil was more gravely sand and lighter in color. The sediment at  this level is poorly sorted. At a depth of 3‐5 feet, the sediment is a rusty colored gravely  sand.  From 5 to 24 feet deep, I used the soil chart in figure 9 to hand‐draw the core sample  data, in figure 10, that has alternating series of gravely sand and silty sand. This trend of  layers is indicative of the glacial outwash stream channels, which will be discuss further in  the conclusion. The core sample also has areas of missing sediment due to compaction of  the sediment during the drilling process. This adds an aspect of approximation to the  sample intervals.   Figure 9:   Soil Chart:  This  Chart shows the  categorizing of  different soils,  their symbols  and descriptions.      
  • 10.   Figure 10: Hand‐drawn core data (sorry my scanner was not working properly.)    
  • 11. Data Analysis:    The sediments found in the core sample and the exposed sections at the Creek  Valley wall are indicative of glacial activity. The creek stratum has layers of clay whereas  the core sample does not. This is due to the presence of water at the creek, which runs  along a glacial tunnel valley. A tunnel valley is cut into drift and other loose material, or into  bedrock, by subglacial streams system. ( Maritni 2001) Wind blown material, better known  as loess, found in the Creek Valley section occurred after the cooling period known as  Younger Dryas, approximately 12,320+/‐ 1,290 years ago. Loess sediment deposits are  typically from near‐by sources and can have components of clay or sand. The low elevation  of this tunnel valley enabled it to collect thick layers of loess since once the wind blown  material was draped along the valley walls, it was protected from being swept back out.  The core sample, on the other hand, is from an area with preserved outwash layers  made mostly of diamictite. Sand and gravel are components of glacial outwash that runs off  melting glaciers in braided stream channels.  This is evident by the alternation of sand and  gravel layers.  This Donjek‐type sequence of variable scale represents deposition at  different levels within channel or different locations as channels migrate.  (Class notes)  Here, the sand is deposited in bars and the gravel deposited at the base of the channel until  avulsion, or channel migration occurs. Avulsion occurs when sediment deposition chokes  the channel and the water finds a new path. We find evidence of glacial outwash  approximately 4 to 5 feet below the surface till. Till is the rocky, unsorted material pushed  up from under the glacier and left on the surface. The advancing glacier pushes material up  before the glacier goes over it forming fold and thrust belts and till is then deposited on top  of these folds and faults.  
  • 12.   Conclusion:    The purpose of this research was to find evidence of glacial activity in the  stratigraphic exposures and core samples on Stony Brook University, along.  Both the  exposed section and core data can be logically interpreted using the glacial advance and  retreat model. The most important finding that this exercise demonstrates is that although  the stratigraphy at stream valley differs greatly from the core sample, they both still have  the same environmental significance.  Without the backdrop of extensive research  conducted in this area, environmental correlation would not of been possible based on the  small amount of data that was collected during this experiment. This is a prime example of  the complexity of the study of stratigraphy and the fact that one must combine multiple  techniques and technologies in order to make any concrete conclusions.                         
  • 13. Works Cited  Bennington, J Bret. New observations on the glacial geomorphology of Long Island from a digital elevation model (DEM). Long Island Geologists Conference, Stony Brook, New York, April 2003. Fuller, M. L., 1914, The geology of Long Island, New York. United States Geological Survey Professional Paper 82, 231 p. Hanson, G. N., 2002, Evaluation of Geomorphology of the Stony Brook-Setauket-Port Jefferson Area Based on Digital Elevation Models, Available: [2003, March 10]. Martini, Peter I. Glacial Geomorphology and Geology. Prentice Hall, Upper Saddle River NJ, 2001 "New York State's Central Pine Barrens." Geologic Overview. 08/1996. Central Pine Barrens Joint Planning and Policy Commission , Web. 10 Dec 2009. <>.