构造地质学
构造地质学一般研究岩石和地质特征的几何关系。构造地质学的范围是广阔的,大小从晶体中的亚微观晶格缺陷到山带和板块边界。
结构可以分为两大类:初级结构是在生物的形成过程中获得的岩石由初级构造后期变形引起的质量和次级构造。大多数层状岩石(沉积岩,一些熔岩流动和火山碎屑沉积)最初几乎是水平层。最初是水平的岩石后来可能会变形折叠并可能沿着裂缝移位。如果位移当裂缝发生时,裂缝两侧的岩石向相反的方向移动时,裂缝称为a的错;如果没有发生移位,则称为骨折联合.断层和节理是次生构造;也就是说,它们的相对年龄比它们相交的岩石要小,但它们的年龄可能只是稍微小一点。例如,火成岩中的许多节理是在岩石冷却时收缩产生的。另一方面,包括火成岩在内的岩石中的一些裂缝也与此有关风化与移除上覆负荷相关的过程和扩展。这些都是在岩石形成很久之后才产生的。上面提到的断层和节理是脆性结构,它们在地壳上层寒冷的未变形的岩石中形成离散的裂缝。相比之下,韧性结构是由于在地壳深处较高温度和压力下,大量变形岩石的永久变化而形成的。这些构造包括板岩带中的褶皱和解理,生叶在片麻岩中矿物变质岩中的线理。
构造地质学的方法有多样化的.在最小的尺度上,可以用透射电子显微镜放大几千倍的图像来研究晶体中的晶格缺陷和位错。许多结构可以用显微镜检查,使用相同的一般技术岩石学这种方法是将安装在玻璃片上的岩石部分磨得非常薄,然后用偏光显微镜通过透射光进行检查。当然,有些结构可以在手标本中进行研究,这些标本在收集时最好是定向的场.
在很大的范围内,技术采用野外地质学。这些工作包括编制地质图,以显示选择在地图上表示的地质单元的区域分布。还包括断层、节理、解理、小褶皱等构造特征方向的绘制,以及地层三维姿态的绘制空间.一个共同的目标是解释地表以下某个深度的结构。利用地表现有的信息,可以在一定程度上准确地推断地表下的结构。然而,如果从钻孔或矿山开口获得地质信息,地下岩石的构造通常可以解释得更大保证与主要基于在地表获得的信息的投影到深度的解释相比。垂直剖面被广泛用于显示地表下岩石的构造。横截面平衡是构造逆冲带的一项重要技术。将各个逆冲段的长度加起来,并将恢复的总长度与该区段的当前长度进行比较,从而可以计算出整个逆冲带缩短的百分比。此外,等高线地图描述了特定层的高度海平面或者其他一些数据也被广泛使用轮廓表示厚度变化的映射。
应变分析是构造地质学的另一项重要技术。应变是形状的变化;例如,通过测量变形的椭圆形状的鲕状或结核,原来必须是圆形的,有可能使一个定量分析变形沉积物的应变模式。其它有用的应变标记有变形的化石、砾岩卵石和囊泡。这种分析的一个长期目标是确定整个山地带段的应变变化。这一信息有望帮助地质学家们理解地震发生的机制形成这样的腰带。
对于下面提到的大尺度构造特征,一般采用构造和地球物理相结合的方法进行野外研究。野外工作能够对地表构造进行测绘,地球物理方法包括研究地震活动、磁场和重力,使确定地下结构成为可能。
影响地质构造的过程很少能直接观测到。的性质变形力量和方式地球的然而,材料在应力作用下的变形可以通过实验和理论进行研究,从而深入了解自然的力量。一种形式的实验室实验涉及到小的圆柱形的变形标本岩石在高压下形成的。其他实验方法包括使用褶皱和断层的比例模型,这些模型由柔软的、分层的材料组成,其目的是模拟真实的行为地层在更长的时间里经历了更大规模的变形。
一些实验测量控制岩石变形的主要物理变量,即温度、压力、变形速率和流体(如水)的存在。这些变量负责改变岩石的流变学,从地球表面或接近地球表面的刚性和脆性,到极深处的脆弱和韧性。因此,实验研究的目的是确定变形在整个地壳中发生的条件。