هر کسی که با زمین شناسی سر و کار داشته باشد، تشخیص می‌دهد که پوسته زمین در طی تاریخ زمین شناسی یک واحد ثابت و غیر متغیری نبوده است بلکه به کرات در برابر عوامل داخلی و خارجی در آن تغییر شکل ایجاد شده است.
شاهد این مدعی وجود نواحی عظیم چین خورده یعنی سلسله کوههاست که در آن رسوبات و سنگهای دیگر فشرده شده و فرم آنها تغییر کرده است.
عامل دیگر رسوبات دریایی است که اینک در قلل مرتفع کوهها دیده می‌شود و در برخی موارد هزاران متر از سطح دریا بالاتر قرار گرفته است و این خود ناپایداری قشر زمین را نشان می‌دهد.
بطور کلی می‌توان گفت که زمین شناسی ساختمانی و تکتونیک ، درباره ساختهای مختلف سنگهای تشکیل دهنده پوسته زمین، چگونگی تشکیل و ارتباط آنها با عوامل داخلی زمین بحث می‌کند.
اهمیت و کاربرد زمین شناسی ساختمانی
• زمین شناسی ساختمانی در بین سایر علوم زمین شناسی ، موقعیت خاصی را داراست.
مثلا تهیه نقشه زمین شناسی محل ، بدون آگاهی به نوع ساختمانهای منطقه ، غیر ممکن است.
زیرا بدون توجه به ساختمانهای موجود ، ارتباط واحدهای مختلف زمین شناسی امکان پذیر نیست.
از سوی دیگر مواد معدنی ، در ساختمانهای خاص زمین شناسی متمرکز می‌شوند.
مثلا نفت و گاز طبیعی بیشتر در قسمتهای بالای تاقدیسها جمع می‌شوند و با شناسایی این ساختمانهاست که می‌توان امکان وجود آنها را بررسی کرد.
همچنین بسیاری از موارد معدنی بصورت رگه تشکیل می‌شوند که این رگه‌ها ، معمولا در امتداد گسلهای موجود در منطقه تشکیل می‌شوند.
در بسیاری موارد ، در اثر وجود گسلها و شکستگیها ، گسترش ماده معدنی در یک منطقه قطع می‌شود و برای پیدا کردن مجدد آن ، آگاهی به مشخصات تکتونیکی منطقه ، ضروری است.
• آشنایی به وضعیت ساختمانی منطقه ، کمک موثری در مطالعه آبهای زیرزمینی است.
زیرا گسلها و شکستگیها ، مجراهای مناسب جهت عبور آبهای زیرزمینی می‌باشد.
شناسایی دره ها و گسلهای ناحیه ، یکی از بهترین مراحل مقدماتی حفر تونلها و احداث سدها به شمار می‌آید.
انواع بررسیهای زمین شناسی ساختمانی
بررسی بر اساس وضعیت هندسی
در این نوع تقسیم‌بندی ، ساختمانهای مختلف زمین از نظر شکل هندسی مورد توجه قرار گرفته و به انواع چین‌ها ، گسل ، درزه‌ها و … تقسیم می‌شوند.
بررسی از نقطه نظر سینماتیکی
در این بررسی ، اشکال مختلف زمین‌شناسی ، از نقطه نظر نحوه حرکات پوسته زمین ، که منجر به ایجاد ساختمان مذبور شده است، مورد بررسی قرار می‌گیرند.
در حقیقت در این حالت چگونگی تشکیل ساختمانهای مختلف ، مطالعه می‌شود.
بررسی تاریخی
مقصود از این بررسیها ، مطالعه چگونگی تشکیل ساختمانهای مختلف ، در دوره‌های خاص زمین‌شناسی است.
زیرا بطوری که می‌دانیم، در دوره‌های مختلف دوران زمین شناسی ، حرکات تکتونیکی مختلفی وجود داشته است.
بررسی از نظر دینامیکی
در این بررسی ، رابطه نیروهای موثر بر سنگهای زمین و ساختمانهای حاصله ناشی از آنها مورد بررسی قرار می‌گیرد.
زمین شناسی ساختمانی و سایر علوم زمین شناسی
پترولوژی
این شاخه از علوم زمین از منشا پیدایش و شرایط تشکیل سنگها و همچنین رابطه موجود این سنگها گفتگو می نماید و ارتباط نزدیکی با زمین شناسی ساختمانی دارد، مخصوصا تغییر شکلهایی که در اعماق با تبلور مجدد یا دگرگونی سنگها همراه است
رسوب شناسی
رسوب شناسی و رسوب گذاری از رخدادهای تکتونیکی ، شواهد و مدارک زیادی ارائه می‌نمایند، زیرا تغییر شرایط ته نشینی و انباشته شدن رسوبات با تغییر شکل حوضه‌های رسوبی همراه است.
چینه شناسی
اغلب اوقات وضع چینه شناسی به موقعیت ساختمانی طبقات وابسته است که بدون دانستن سرگذشت تکتونیک منطقه ، امکان بررسی ترتیب چینه شناسی وجود ندارد.
ژئومورفولوژی
ژئومورفولوژی در نواحی که تحت تاثیر تکتونیک جدید قرار گرفته است، دارای اهمیت زیادی است.
زمین شناسی کاربردی
نیروهای عمل کننده بر زمین باعث ایجاد تغییر در پوسته زمین و تاثیر گذاری بر روی سازه‌های احداث شده بر روی آن می‌شود.
بنابراین شناخت پدیده‌های ساختمانی و تکتونیکی کمک موثری به برنامه ریزی در این گونه تشکیلات می‌نماید.
زمین شناسی اقتصادی
بسیاری از مواد معدنی به صورت رگه در امتداد گسلها و شکستگیهای موجود در منطقه تشکیل می‌گردد و یا نفت و گاز طبیعی بیشتر در ساختهای خاص زمین شناسی (تاقدیس )جمع می‌شوند که برای شناخت این ساختها و استفاده بهینه از مخازن موجود آگاهی از مشخصات تکتونیکی و ساختمانی منطقه لازم است.
هیدروژئولوژی آشنایی به وضعیت ساختمانی منطقه کمک موثری در مطالعه مخازن زیرزمینی است، چون گسلها و شکستگیها علاوه بر جابجایی لایه‌های آبدار ، مجرای مناسبی جهت عبور آبهای زیرزمینی هستند.
فتوژئولوژی امروزه بررسیهای زمین شناسی ساختمانی با استفاده از عکسهای هوایی و مطالعه مستقیم در روی زمین (زمین شناسی صحرایی ) صورت می‌گیرد و اصولا این دو علم لازم و ملزوم یکدیگرند آشنایی گسلها عبارت از شکستگیهایی هستند که در آنها ، سنگهای طرفین صفر شکستگی ، به موازات این صفحه لغزش پیدا می‌کنند و به کمک همین مشخصه ، می‌توان آنها را از درزه‌ها تشخیص داد.
لغزش گسلها در انواع مختلف متفاوت است.
از چند میلیمتر تا چندین کیلومتر تغییر می‌کند.
در بعضی موارد ، یک گسله به صورت مجزا دیده می‌شود ولی در پاره‌ای حالات ، چندین گسله موازی و نزدیک به هم دیده می‌شوند که به نام منطقه گسله نامیده می‌شوند.
گاهی نیز بدون این که یک شکستگی مشخص در سنگها دیده شود، سنگها نسبت به هم تغییر مکان می‌یابند که منطقه بین آنها ، به نام منطقه برش موسوم است.
مشخصه‌های گسله‌ها مهمترین مشخصه‌های گسله‌ها به شرح زیر است : امتداد گسل : از آنجا که در بسیاری حالات ، صفحه گسل یک سطح مستوی و یا حداقل در منطقه مورد مطالعه ، به حالت مستوی است، لذا شیب و امتداد صفحه گسل را همانند شیب و امتداد طبقات اندازه گیری می‌نمایند.
در حالت کلی ، امتداد گسل ، امتداد یک خط افقی در سطح گسل است، که مقدار آن نسبت به شمال بیان می‌شود.
شیب گسل زاویه بین سطح افق و سطح گسل را شیب گسل می‌نامند.
در این رابط متمم زاویه شیب به نام هید ( Hade از زاویه بین) تعریف می‌شود.
زاویه ریک یا پیچ: این زاویه عبارتست از زاویه بین خطی که اثر حرکت گسل را در روی صفحه آن نشان می‌دهد با خط افقی که در صفحه گسل قرار دارد.
زاویه میل : زاویه بین خط موجود در صفحه گسل با صفحه افقی را زاویه میل نامند.
کمر بالا و کمر پایین ( فرا دیواره و فرو دیواره ) قطعه روی سطح گسل را کمر بالا و قطعه زیر آن را کمر پایین می‌نامند.
این اصطلاحات در مورد گسلهای قائم صادق نیست، چون در این حالت بالا و پایین سطح گسل مفهومی ندارد.
تقسیم‌بندی گسلها گسلها را بر اساس اصول مختلف طبقه‌بندی می‌کنند که از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: طبقه‌بندی بر اساس شیب صفحه گسل : گسل پرشیب : در این نوع گسل شیب صفحه گسل ، بین 30 تا 80 درجه می‌باشد.
گسل کم شیب : در صورتیکه شیب صفحه گسل از 30 درجه کمتر باشد، گسل را کم شیب می‌نامند.
گسل عمودی : اگر شیب صفحه گسل بیشتر از 80 درجه باشد، گسل را عمودی می‌نامند.
طبقه‌بندی زایشی گسلها : اساس این طبقه‌بندی ، نوع حرکت نسبی در امتداد گسلها است که خود ناشی از نحوه تشکیل و مکانیسم توسعه گسل است.
بر همین اساس ، گسلهای زیر در این رده قرار می‌گیرند .
گسل نرمال یا عادی: به این نوع گسل ، گسل مستقیم یا وزنی نیز می‌گویند که در آن کمر بالا نسبت به کمر پایین به طرف پایین حرکت کرده است.
این گسلها بر اساس حالت گسل نسبت به چینه‌بندی به انواع زیر تقسیم می‌شوند: گسل مطابق : در این حالت شیب سطح گسل در جهت شیب طبقات است.
گسل نامطابق : در این حالت شیب سطح گسل در خلاف جهت شیب طبقات است.
گسل معکوس : گسل معکوس ، گسلی است که در آن کمر بالا به طرف بالا حرکت کرده باشد.
در حالت کلی شیب گسل بیشتر از 45 درجه است.
گسل معکوس به دو حالت زیر دیده می‌شود: راندگی (سوارشدگی ): به گسل معکوسی که شیب آن کمتر از 45 درجه باشد، راندگی گویند.
این گسل به نام گسل زیر رانده نیز معروف است.
رو راندگی : گسل رو رانده ، گسل معکوسی است که زاویه شیب آن کمتر از 10 درجه و لغزش کلی آن زیاد باشد.
گسل امتداد لغز : در این گسلها جابجایی کلی ( لغزش کلی ) به موازات امتداد گسل است، یعنی لغزش امتدادی غالب بر لغزش شیبی است.
طبقه‌بندی بر اساس حالت گسل نسبت به چینه‌بندی : گسل چینهای : در این حالت سطح گسل موازی سطح چینه‌بندی است.
گسل مطابق و نامطابق : بر حسب اینکه شیب گسلها در جهت یا خلاف جهت شیب طبقات باشد، گسل مطابق یا نا مطابق مطرح است.
طبقه‌بندی بر اساس وضعیت گسل نسبت به طبقات اطراف : وضعیت گسل نسبت به طبقات مجاور اساس این طبقه‌بندی را تشکیل می‌دهد و در آن گسلها به انواع زیر تقسیم می‌شوند: گسل امتدادی : گسلی است که امتداد آن موازی یا تقریبا موازی امتداد لایه‌بندی است.
گسل مورب : گسلی است که امتداد آن موازی یا تقریبا موازی امتداد لایه‌بندی است.
گسل طولی : در گسل طولی امتداد گسل با امتداد لایه‌بندی هم جهت است.
گسل عرضی : چنانچه امتداد گسل بر امتداد لایه بندی یا ساختهای زمین‌شناسی ناحیه عمود یا تقریبا عمود باشد، گسل را عرضی می‌نامند.
گسل شیبی : در گسل شیبی ، امتداد گسل موازی یا تقریبا موازی جهت شیب لایه‌بندی و یا سیستوزیسته سنگهای اطراف است.
گسل چرخشی : نوعی گسل است که در آن یک یا هر دو قطعه گسل حول یک محور که عمود بر سطح گسل است، دوران نموده است.
طبقه‌بندی گسلها بر اساس طرح آنها: در این روش گسلها را بر مبنای وضعیت آنها نسبت به یکدیگر طبقه‌بندی می‌نمایند، این تقسیم‌بندی، شامل انواع زیر می‌شود: گسلهای موازی : این گسلها دارای شیب و امتداد یکسان یا تقریبا یکسان بوده و با یکدیگر موازیند.
گسلهای شعاعی: این گسلها تقریبا همگی از یک نقطه منشعب می‌شوند.
این گسلها معمولا بر روی گنبدها تشکیل می‌شوند.
گسل پر مانند :از به هم پیوستن گسلهای فرعی به اصلی، منظره پر یا شاخه مانند ایجاد می‌شود.
گسلهای محیطی : طرح این گسلها به صورت دایره یا قوسی از دایره است.
گسلهای پوششی : به گسلهایی اطلاق می‌شود که حالت پله‌ای دارند و یکدیگر را می‌پوشانند.
نشانه‌های شناسایی گسلها نشانه‌های شناساسی گسلها را می‌توان به دو گروه نشانه‌های خارجی و نشانه‌های داخلی تقسیم کرد: نشانه‌های خارجی تشخیص گسلها : عملکرد گسلها بر روی زمین باعث جابجایی ، قطعه ، تکرار لایه‌ها و یا ساختهای دیگر زمین شناسی می‌شود، نشانه‌هایی که در این گروه جای می‌گیرند، شامل موارد زیر است: خطواره‌ها ( انتظامهای خطی ) وجود هر نوع شکل خطی طویل و غیر عادی در سطح زمین ، خطواره‌ها نشانه‌ای لازم ولی غیر کافی برای یک گسل‌اند، زیرا خطواره‌ها ممکن است به دلیل وجود درز، دایک، لایه‌بندی یا تورق نیز ایجاد شوند.
پرتگاه: وجود پرتگاههای پر شیب و طویل با سطحی نسبتا صاف.
جابجایی : جابجایی رشته ارتفاعات یا رودخانه‌ها یا دیگر اشکال ژئومورفولوژیکی.
قطع شدگی : قطع و محو شدن ناگهانی ارتفاعات یا برجستگی‌ها.
رودهای جوان شده : بر اثر کج شدن زمین ، جهت جریان در رودها و آبراهه‌ها معکوس شده است.
آبگیرهای فرونشینی : امتداد طی دریاچه‌ها ، برکه‌ها ، چشمه‌ها و رطوبت زمین و تغییرات خطی در پوشش گیاهی.
تغییر ناگهانی رخساره‌های رسوبی : در بعضی موارد ، قرار گرفتن غیر عادی لایه‌ها در کنار هم و یا وجود سنگهایی که از نظر رخساره رسوبی در شرایط یکسانی تشکیل نمی‌شوند، دلیلی بر عملکرد گسل است.
فرازمین و فروزمین : وجد دره‌های ناشی از پایین افتادگی و برجستگی‌های ناشی از بالا زدگی سنگهای واقع در بین چند گسل.
کشیدگی طبقات : به هنگام تشکیل گسل ، به علت اصطکاک سنگها ، طبقات طرفین سطح گسل در جهات مخالف هم کشیده می‌شوند.
با استفاده از این کشیدگیها جهات حرکت طرفین گسل را نیز می‌توان تشخیص داد.
لرزه خیزی : امتداد خطی زمین لرزه‌های تاریخی یا ثبت شده.
نشانه‌های داخلی تشخیص گسلها : نشانه‌هایی که مربوط به سطح گسل می‌باشد، در این گروه جای دارند و شامل موارد زیر است: آیینه گسل: سطوح صیقلی و دارای خش لغزش ( خطوط لغزشی ) که ناشی از عملکرد نیروهای برشی در سنگهای ضعیف‌ترند.
گوژ: مواد پودر شده و عمدتا رسی در طول گسل که از ویژگیهای سنگهای مستحکمترند.
برشی شدن : وجود قطعات زاویه تا نیمه زاویه‌دار یک زمینه ریزتر در امتداد خط گسل برشها مشخصه سنگهای مستحکمترند.
هوازدگی و تجزیه : هوازدگی ، تجزیه ، سیمان شدگی و تغییر رنگ خطی سنگها.
سطح ایستابی : در مواردی ، گوژ رسی ، سدی نقوذناپذیر در جلو آب زیرزمینی ایجاد می‌کند که باعث تفاوت سطح ایستابی در دو سوی گسل می‌شود.
میلونیت شیلی : رگه نازکی به ضخامت چند سانتی‌متر از گوژ در لایه‌ای نامقاوم مثل شیل یا رس گره در بین لایه‌های مستحکتری مثل ماسه سنگ و سنگ آهک قرار گرفته‌اند.
سیلیسی شدن و تشکیل کانیها در بعضی موارد ممکن است در طول شکافهای حاصل از گسل ، محلولهای حاوی کانی عبور و رسوب نمایند آشنایی چندین روش مختلف برای تشکیل چین‌ها پیشنهاد شده است.
مهمترین وجه تمایز این روشها در این است که آیا یک لایه برای شکل گیری چین بطور موثر برابر تنشهای اعمال شده به موازات آن واکنش نشان داده و یا اینکه در برابر تغییر شکل و یا تغییر مکان ایجاد شده در خارج از لایه و مورب نسبت به آن بی‌تفاوت عمل کرده است.
بطور کلی چهار نوع چین خوردگی اصلی ممکن است تشخیص داده شود، ولی این چهار نوع چین خوردگی ، حالات انتخابی است و حالات حد واسط یا ترکیب چند حالت فراوان است.
انواع چهار گانه اصلی چین خوردگی چین خوردگی در اثر خمشی این چین خوردگی به نام چین خوردگی حقیقی نیز نامیده می‌شود.
اینگونه چین خوردگیها ممکن است بر اثر استرسهای فشارشی یا مزدوج تولید می‌شود.
به منظور تجزیه و تحلیل ، عکس‌العملی طبقات افقی را تحت نیروهای فشارشی که به موازات طبقه بندی عمل می‌کند، می‌توان مورد بررسی قرار داد.
ابتدا تغییر شکل یک طبقه همگن را مورد بحث قرار می‌دهیم.
اگر چنین لایه‌ای خم شود، قسمتی که در محل محدب قرار دارد تحت تاثیر نیروی کششی ، و بخشی که در محل مقعر قرار دارد تحت تاثیر نیروی فشارشی قرار خواهد گرفت.
سطح حد واسط که بین این دو بخش قرار گرفته ، سطح بدون تغییر شکل نامیده می‌شود.
این چین خوردگی سبب خم شدگی و بالا آمدگی در طبقاتی که دارای مقاومت بیشتری است، می‌گردد و انتقال نیرو در طبقات نامقاوم ، کمتر و بطور نامحسوس صورت می‌گیرد و بالاخره در این چین خوردگی طبقات روی یکدیگر می‌لغزد.
چین خوردگی جریانی بین چین خوردگی حقیقی و چین خوردگی جریانی مراحل حد واسط وجود دارد.
چین خوردگی جریانی یا چین خوردگی نامقاوم مخصوص نواحیی است که طبقات ضخیم و مقاوم وجود ندارد و تمام سنگها به صورت پلاستیک تغییر شکل می‌دهد.
خاصیت پلاستیک بودن سنگها ممکن است ارثی باشد یا بر اثر افزایش درجه حرارت محیط و ازدیاد فشارهای همه جانبه در سنگها تولید شود.
تحت چنین شرایطی یک چینه نمی‌تواند نیروهای فشارشی را به فواصل نسبتا دور انتقال دهد و تمام توده یک جا تحت فشار حرکت داده می‌شود، ولی رفتار اینگونه مواد شبیه مواد غلیظ است و به رفتار مواد جامد شباهت ندارد.
اینگونه تغییر شکلها مشخص نواحی مرکزی کمربندهای کوهزایی است.
در این نواحی طبقات نازک شیل‌ها و ماسه سنگها بر اثر ازدیاد درجه حرارت و محلولها به صورت مواد نامقاوم در می‌آید.
چین خوردگی لغزشی چین خوردگی لغزشی بر اثر جابجاییهای جزئی در درزهایی که به فواصل کم پهلوی یکدیگر قرار دارد، بوجود می‌آید.
در این قبیل چین‌ها طبقات افقی اصلی بوسیله شکستگیهایی که معمولا دارای شیب بیش از 45 درجه می‌باشد، به قطعات کوچکتر شکسته می‌شود.
در انواع ساده چینهای لغزشی ، سطوح لغزش معمولا قابل مشاهده است، طبقات جابجا شده در تمام قطعات دارای ضخامت یکسان هستند.
ولی به علت کشیدگی در طبقات ممکن است طبقات در نزدیکی سطوح لغزش نازکتر گراند.
بسیاری از زمین شناسان عقیده دارند که چینهای مشابه الزاما همان چینهای لغزشی یا چینهای جریانی هستند.
ولی این موضوع همیشه صادق نیست.
در چین حقیقی ، طبقات مقاوم ممکن است به صورت چینهای مشابه تغییر شکل یابند، ولی طبقات نامقاوم در محلول چین ضخیم تر و در پهلوهای چین نازکتر می‌گردد.
چین خوردگی بر اثر حرکات قائم حرکات قائم متفاوت که با هیچگونه شکستگی همراه نباشد ممکن است باعث ایجاد چین خوردگی در پوسته زمین گردد.
در این چین خوردگی طبقات بوسیله نیروهای قائم به صورت گنبد در می‌آیند.
دینامیک چین خوردگی در بررسی دینامیک چین خوردگی با مسائل مربوط به دما و فشار همه جانبه‌ای که در هنگام چین خوردگی موجود بوده است، همچنین استرسها و زمان لازم برای چین خوردگی سروکار داریم.
زمین شناسان باید در مورد این پارامترها آگاهی داشته باشند و با در نظر گرفتن اینکه تعداد متغییرها در طبیعت به اندازه زیادی است که محاسبات دقیق را غیر ممکن می‌سازد، باید بررسیهای مربوط به دینامیک چین خوردگی دقت بیشتری مبذول دارند.
چین خوردگی ، تحت دما و فشارهای همه جانبه‌ای که دارای دامنه تغییرات زیاد است، صورت می‌گیرد.
مورنهای چین خورده یخچالهای طبیعی کوهستانها ، نمایشگر این حقیقت است که چین خوردگی در دما و فشار همه جانبه کم نیز تشکیل می‌شود .
گسل