Geological structure

Japanese: 地質構造 - ちしつこうぞう（英語表記）geological structure

This refers to the shapes or structures of various rocks and strata that have been formed on Earth or that have arisen as a result of crustal movements, etc. Structures can range from the way rocks are jointed, the selective arrangement of minerals, or the structure of a single stratum that gradually thickens in a certain direction, to the stratified structure of a volcano, the structure of a volcano's crater or caldera, or on a larger scale, such as the structure of the Japan Trench or the Pacific Ocean floor, or the commonality of the geological structures of the African and South American continents on either side of the Atlantic Ocean, to the geological structures of the ocean floor and continents.
When we see rock strata on cliffs, we usually see thin, tilted plates stacked on top of each other. A plate is the smallest basic unit of a single rock stratum. If a rock stratum is a marine layer, it is originally deposited almost horizontally on the seabed, and on closer inspection, the grain size changes from coarse to fine from the bottom to the top. For example, when soil and sand are transported from land to the seabed, the coarse grains are deposited first, and then the fine grains are deposited on top of them. This process is repeated periodically over a long period of time, and new layers are deposited on top of the old layers, resulting in the deposition of many thick layers. When the seabed rises due to crustal movement, the layers are exposed to the surface, and are eroded from the surface. When the layer sinks back to the seabed, new layers are deposited on top of it, and an irregular boundary surface is formed between the old and new layers, which represents a time gap. This is called an unconformity surface.
The strata we see on land today have been formed through many such processes. If the ocean floor rose and fell while remaining horizontal, the strata would have a horizontally stacked structure, even if there were unconformities in between. However, in reality, they are bent and folded by lateral forces along the way. As the strata age, they harden and can be called rock, but if they are slowly pushed over a long period of time, they will show a folded structure. For example, if you cut a cross section of the Alps, you will see complex folded structures. If a sudden force is applied or if folding continues beyond its limit, the part where the force is concentrated will shift, forming a strike-slip fault or thrust fault. On the other hand, if a force that pulls from both sides is applied, the strata will shift from a certain part, forming a normal fault in which one side falls. Even if the shift is not large one time, in most cases the shift in the same direction will occur multiple times, gradually resulting in a larger shift.
Volcanic ash and lava erupting from the crater are deposited on the slopes of the mountain, so they are naturally inclined, but when they spread out on the surface of the earth, they become almost the same as the strata at the bottom of the water. The geological structure of a stratovolcano like Mount Fuji consists of many layers of volcanic ash and lava stacked in a cone shape. On the other hand, plutonic rocks such as granite are solid, massive rock bodies that differ from strata and intrude over a wide area deep underground due to magma activity. Igneous rocks can also have the structure of intrusive or extrusive rock bodies that penetrate into cracks and fissures in the strata or along gaps between strata. These can be deformed by crustal movement, but are often cut in complex ways by faults.
When rocks and strata are subjected to crustal movements, they are displaced and deformed, and may bend or slip, forming faults. These can range from simple bending (flexures) to domes or basins, or even large-scale overthrust folds and folded mountain ranges. Faults can also be classified into various types, depending on the direction of the force acting on the strata and crust, such as normal faults, which tend to occur when the strata on both sides are torn apart, thrust faults, which occur when the strata on both sides push against each other and the lower strata rises above the upper strata, and strike-slip and oblique-slip faults, which occur when the strata on both sides are displaced horizontally across the fault.
By first clarifying the appearance of the layers and rocks at the time of their formation, then examining them in detail after their deformation due to crustal movement, and examining the differences between the two and the process, we can elucidate crustal movement and, as a result, clarify the origin of the geological structure we see today. Crustal movement does not occur only once or at one time. In some cases, it causes repeated displacement and deformation, and in other cases, the crustal movement itself changes gradually over time. In addition, faults can occur due to folding, and many conjoint faults can be formed along with a large fault, which can cause igneous or volcanic activity in association with it, or faults can be caused by igneous and volcanic activity (→ igneous action), which can then create sedimentary basins, where new layers of rock are deposited. Investigating the origin of the geological structure is, so to speak, the same as clarifying the history of the Earth from the perspective of crustal movement.

Source: Encyclopaedia Britannica Concise Encyclopedia About Encyclopaedia Britannica Concise Encyclopedia Information

Japanese:

地球上に形成された，または地殻変動などによって生じたさまざまな岩石や地層の形態あるいは構造をいう。構造としては岩石の節理の入り方，鉱物の選択配列，一枚の地層の構造が次第にある方向に厚くなっていくという状態から，一つの火山の成層構造，火山の火口やカルデラの構造，大きいものとしては日本海溝や太平洋底の構造，あるいは大西洋の両側のアフリカ・南アメリカ両大陸の地質構造の共通性というように，海洋底や大陸の地質構造にいたるまでスケールの大きさには種々の段階がある。
地層は崖などで見ると，通常，薄い板状のものが傾いて何層も重なっていることが多い。その一枚の板状のものが一つの地層で最小の基本単位でもある。一枚の地層は海成層であれば本来海底にほぼ水平に広がって堆積したもので，よく見ると粒度が下位から上位へ粗粒から次第に細粒になっている。これらは，たとえば土砂が陸地から海底に運ばれると最初に粗粒のものが，そして次第に細粒のものがその上に重なることを表わしている。そのようなことが長い年月にわたり周期的に繰返されて，古い地層の上に新しい地層が順に重なり，何層もの地層が厚く堆積することになる。やがて，地殻変動などで海底が隆起すると地層は地表へ露出し，表層部から浸食を受けて削られる。再び海底に沈降するとその上にまた新しい地層が堆積して重なり，前者との間には時間間隙を表わす不規則な境界面ができる。これを不整合面と呼ぶ。
現在陸上に見られる地層はこのような過程を何回も経て形成されたものである。海底が水平のまま隆起したり沈降するならば，不整合が間にはさまれているとしても，どこまでも地層は水平に重なった構造を示すはずである。しかし実際には途中で横からの力を受けてたわむように曲げられ，褶曲する。地層は年代を経ると堅くなり，岩石と呼んでもよい状態になるが，それでも長い年月をかけてゆっくり押されると褶曲構造を示すようになる。たとえば，アルプス山地の断面を切ってみると，複雑な褶曲構造が現れてくるはずである。急激に力が加わったり，褶曲が限界を過ぎて続くと，力が集中した部分からずれて横ずれ断層や衝上断層ができる。一方，両側から引張られるような力が働くと，地層はある部分からずれて，片側が落下する正断層ができる。1回のずれは大きくないとしても，ほとんどの場合は何回も同じ方向のずれが重なって次第に大きくずれることになる。
火口から噴出した火山灰や溶岩などは山の斜面に堆積するので本来傾斜しているが，地表に広がるとほぼ水底の地層と同じようなものとなる。富士山のような成層火山の地質構造は火山灰や溶岩の層が円錐状に何層も重なっている。一方，花崗岩のような深成岩になると地層とは異なった塊状の堅硬な岩体で，マグマの活動で地下深所に広い範囲で貫入 (かんにゅう) する。火成岩には地層の割れ目や裂け目あるいは地層の間の隙間に沿って入り込む貫入岩体や迸入 (へいにゅう) 岩体の構造を示すこともある。これらは地殻変動によって変形もするが，断層で複雑に切られる場合が多い。
地層や岩石が地殻変動を受けると変位・変形し，さらに折れ曲って褶曲したり，ずれて断層を生じたりする。それも簡単な折れ曲りの撓曲 (とうきょく) から全体がふくらみ上がったドーム構造，全体がゆるくくぼんだ盆地構造，さらに大規模な押しかぶせ褶曲や褶曲山脈の構造まで，あるいは数 cm程度のずれの小断層から，延長 100km以上に及ぶ大規模な断層まで種々の規模と段階がある。断層のずれの方向も両側の地層が引裂かれてできやすい正断層，両側の地層が互いに押し合い，下の地層が上の地層にのし上がる衝上断層，断層を境に両側の地層が横方向にずれる横ずれ断層や斜めずれ断層など，地層や地殻に加わる力の向きによって種々な型に分けることができる。
地層や岩石の形成時の様相を最初に明らかにし，それと地殻変動による変形後のものを詳しく調べ，両者の違いとそのプロセスを検討することによって，地殻変動を解明することができ，それによって現在みられる地質構造の成り立ちを明らかにすることができる。地殻変動は1回あるいは1時期に限って生じるものではない。何回も繰返して変位・変形を与える場合もあれば，地殻変動そのものが年代とともに次第に変化していく場合もある。また，褶曲に伴って断層が生じることや，大断層に伴っていくつもの共軛 (きょうやく) 断層がひきずられてできることもあるし，関連して火成活動や火山活動を引起すこと，あるいは火成・火山活動 (→火成作用 ) によって断層が生じること，さらにそれらによって新しい地層の堆積場所である堆積盆地がつくられることなどもある。地質構造の成り立ちを追求することは，いわば地殻変動という面から地球の歴史を明らかにすることと同様である。

出典　ブリタニカ国際大百科事典小項目事典ブリタニカ国際大百科事典小項目事典について　情報

<<: Geological age

>>: Geology - English spelling: geology