تعریف زلزله
برای شناخت هر پدیده ای درجهان واقع لازم است ابتداازآن تعریف مناسب ونسبتاً جامعی داشته باشیم ، چرا که بدون دانستن تعریفی مناسب ازآن نمی توان به کنه پدیده پی برد وآن رابه خوبی درک نمود.

مردم عامی درکلامی ساده زلزله راحرکت ناگهانی زمین ناشی ازخشم نیروهای ماوراء الطبیعه وخدایان می دانند که بر بندگان عاصی وعصیــــــانگر خودکه نافرمانی خداخود را نموده ومرتکب گناهان زیادی شده اند می داننــد .

اگر چه امروزه با گسترش دانش تجربی این تعریف در زمره اباطیل وخرافات قرارگرفته ،ولی هنوز در جوامع ومردم کم دانش وجاهل مورد قبول است.

درفرهنگ تک جلدی عمید زلزله را با فتح حروف‌‌ ‍‍‍‍‎‏« زَ» و « لَ » یعنی زَلزلَه برخلاف آنچه در زبان عامه مردم رایج است ، آورده ومی نویسید :

« زمین لرزه ، لرزش وجنبش شدید ویا خفیف قشر کره زمین که به نقصان درجه حرارت مواد مرکزی واحداث چین خوردگی وفشار یادر اثر انفجارهــای آتشفشانی بوقوع می رسد .»

در فرهنگ جغرافیا تالیف پریدخت فشارکی وهمچنین در فـــــرهــــنـگ جغرافیائی تالیف مهدی مومنی تعریفی مشابه هم به گونه زیر ارائه شده است:

«جنبش یا تکان پوسته زمین که به صورت طبیعی ناشی از زیر پوسته زمین است بعضی وقتها زلزله باعث تغییراتی در سطح زمین می شود ، اما اغلب زیان بوجود آمده ناشی ازتکان ها فقط محسوس است وممکن است زلزله بوسیلــــه یک انفجار آتشفشانی بوجود آید. زلزله در حقیقت در بیشتر نواحی آتشفشانی امری عادی است واغلب قبل ویا همزمان با انفجار اتفاق می افتد . اصل زلزلـــه تکتونیکی است واحتمالاً وجود یک شکست لازمه آن است . موجهای زلزلـــه دست کم در سه جهت اتفاق می افتد ودر یک مسافت قابل ملاحظه از مکــــان اصلی بطور جداگانه حس می شوند . وقتی امواج زلزله ازمکانی می گـــــــذرد زمین وساختمانها می لرزند وبه جلووعقب می روند .بالاترین زیان ناشی اززلزله همیشه در مرکز زلزله یعنی جائی که حرکت بالاوپائین است نیست امـــــــــا در مکانــــهائی که موجهای زلزله بصورت مایل به سطح می رسد ونزدیک مرکــز زلزلــــه باشند دارای بالاترین زیان می باشند .یک زلزله شدید معمولاً بوســـیله یکسری دیــــگر ازتکانها همراه می شود .زلزله ای که که در نزدیک یازیردریا اتفاق مـــــی افتد سبب حرکات شدیدآبها شده وبعضی وقتها امواج بــــــزرگی ازآن ناشی مـــی شود ودر مسافت زیاد این امواج ادامه پیــــدا می کنند وگاهگاهی باعث تلفات جــبران ناپذیر ومرگ ومیرمی شوند .طغیان نواحی ساحلی بیشتراز خود زلزلـــه بــــاعث خسارت می شوند ، در نواحی آتشفشانی زلزله عملاً هر روز اتفاق می افتـــد. به عنوان مثال در هاوائی هرساله صدهاتکانهای کوچک ثبت می شوند .»

درفرهنگ گیتا شناسی تالیف عباس جعفری آمده است:

«جنبش سریع ومحسوسی که درنتیجه جابجائی ویا جایگیری تخته سنگهای زیر پوسته زمین پدید می آید،در نتیجه این جنبش یـــــــک سری لرزش های موجی شکل پدید می آیدوگاه تغییرات ارتفاعی پوسته زمین راباعث می گرددواغلب ضایعات وزیان های جانی وفراوانی ازخود برجا میگذارد.زمین لرزه بیشتر مخصوص نواحی آتشفشانی بوده وگاه باخروش وفوران کوههای آتشفشانی همراه می گرددودرحالات شدیدشکستهاوبریدگیهای مهم ومشخص درروی پوسته زمین از خــودبجـــــای

میگذارد.غالب زمین لرزه ها حداقل با سه نوع موج لرزاننده همراه است .در مرکز وقوع زمین لرزه سه موج مزبور بطور همزمان اثرگذارده و ساختمانهاوتأسیسات واقع دراین منطقه را با نوسان های شدید به عقب و جـــــلوومی برد و حد اکثر خسارت و زیان در محلی که امواج مزبور بطور مورب به سطح زمین می رسندوارد می سازد.....»

محمود صداقت درکتاب“ زمین شناسی برای جغرافیا ” تعریفی بدینگونه ارائة می دهد:

«زمین لرزه عبارت است ازحرکات ولرزش های ناگهانی و گذرا در زمین که از ناحیه محدودی منشأ می گیرد و ازآنجا درتمام جهات منتشر می شوند.»

در کتاب فیزیکال جئوگرافی1 آمده است:

«زلزله یکسری ازتکانها ولرزشهای ناگهانی که از آزاد شدن فشار در طول گسل های فعال ودر مناطق آتشفشانی فعال ناشی می شود.تکانها ولرزشهای سطح زمین که در ارتباط با حرکات پوسته زمین در زیر زمین می باشد.»

در فرهنگ آکسفورد آمده است:

«حرکات ناگهانی وشدید سطح زمین.»

از تعاریف ذکر شده در فوق ومنابع دیگر می توان برداشت زیر را نمود:

«زلزله عبارت از حرکات و ارتعاشات نا گهانی سطخ زمین ناشی از شکسته شدن سنگهای پوسته زمین و رها شدن انرژی ذخیره شده در آنها است که در صورت شدت زیاد در مراکز انسانی موجب خسارتهاوزیانهای فراوان می شود.»

زلزله از یکطرف موجب شکسته شدن و جابجائی بین توده های سنگی پوسته زمین می شود و ازطرف دیگر همین جابجائی و شکسته شدن منجر به ایجاد امواج و انتشار در درون زمین می شود ، مانند انداختن قطعه سنگی در حوض یا دریاچه که منجر به ایجاد امواجی می شود.

زلزله مانند شکسته شدن قطعه چوب خشک شده ای می ماند که از یکطرف موجب گسیخته شدن چوب و از طرف دیگر موجب انتشار امواج در اطراف خود می شود.

ریشه لغوی
یونانیان واژه متیورولوگیا را ، برگرفته از کلمه «متیوروس» ، به معنی اشیای معلق در آزمایشهای مربوط به هوا ، به اضافه «لوگوس» که به خطابه یا درس ترجمه شده است، برای این علم بکار برده‌اند. لیکن ، امروزه مطالعه جو زمین چنان به رشته‌های تخصصی تقسیم شده است که واژه فراگیر متئورولوژی (هواشناسی) که از یونانیان باستان بر جای مانده است، هیچ کس را ارضا نمی‌کند. از اینرو ، برای مطالعه بخشی از جو که در آن یونش و گسست مهم است و روی هم رفته بالاتر از ارتفاع حدود 35Km قرار دارد، واژه آیرونومی (نزدیک جو بالا) را بکار می‌برند، در حالی که برخی ، به عنوان نامی فراگیر ، علم (یا علوم) جو را می‌پسندند.

 
نگاه اجمالی
مطالعه و پژوهش درباره تمامی جنبه‌های جو زمین که بطور تفصیلی از سطح زمین تا سطح بالایی جو را در بر می‌گیرد، امروزه تحت عنوان علوم جوی نامیده می‌شود. واژه قدیمی و مصطلحتر هواشناسی مطالعه مطوح پایانی جو را ، که دارای تغییرات دائمی است، شامل می‌شود. بشر از ابتدای خلقت به دلیل تماس نزدیک با طبیعت و مشاهده عینی پدیده‌های جوی همواره نسبت به کشف این پدیده‌ها کنجکاوی نشان داده است. اولین تجربه عینی پدیده‌های جوی شاید مشاهده رعد و برق و آتش گرفتن جنگلها بوده که بعدها به کشف آتش منجر شده است. همچنین اولین کوشش انسان برای تهیه غذا و کشاورزی نیز همراه با دیده بانی هوا بوده است.

هواشناسی شاخه‌ای تخصصی از فیزیک پیشرفته است که از ابزارهای ریاضی پیچیده‌ای بهره می‌گیرد و بر همه علوم فیزیک تکیه‌ای استوار دارد. هواشناسی بیش از همه با نظریه تابش الکترومغناطیسی ، ترمودینامیک ، مکانیک کلاسیک ، فیزیک شاره‌ها ، شیمی فیزیک و نظریه لایه مرزی سر و کار دارد. اگر جو زیرین نیز در آن گنجانده شود، فیزیک خورشید ، طیف شناسی ، فیزیک پلاسما ، یونش ، فیزیک ذرات بنیادی ، پدیده‌های اشعه ایکس ، نور شناخت ، فیزیک پرتوی کیهانی ، پدیده های برانگیزش ، الکترودینامیک ، مگنتوهیدرودینامیک ، انتشار رادیویی و سایر فرآیندهای مربوطه را نیز باید فرا گرفت.

تاریخچه
اولین بار ادموند هالی به سال 1688 اسنادی را در زمینه پدیده‌های جوی و نقشه‌های مربوطه به بادهای متواتر در سطح اقیانوسها ، برای بخشی از سطح زمین منتشر می‌کند و در سال 1840 هوری نقشه بادهای اقیانوسها را ترسیم و توان و جهت وزش آنها را مشخص می‌سازد و بدین ترتیب در رفع نیاز دریانوردی گامی برداشته می‌شود.

سیر تحولی و رشد
در اواخر قرن نوزدهم مطالعات جو شناسی در سطح زمین بویژه در زمینه اندازه گیری بارانها توسعه پیدا می‌کند و از سال 1916 مطالعه پدیده‌های جوی در زمینه پیش‌بینی هوا شکل می‌یابد و این بررسیها بر مبنای ویژگیهای سیستماتیک صورت می‌گیرد. در سالهای بعد ، توسعه هوانوردی پیش بینیهای دقیقتری را در وسعت گسترده‌ای ایجاب می‌کند و آگاهی هوانوردان از حالات احتمالی آزمایشهای مربوط به هوا در ناحیه معین و برای یک لحظه از زمان الزامی می‌نماید و به منظور رفع همین نیاز هست که در پاره‌ای از نقاط دنیا سازمانهای هواشناسی بوجود می‌آید.

به تدریج به موازات توسعه شناساییهای علمی ، برای بهره گیری منطقی از منابع اقتصادی زمین به آگاهیهای بیشتری از پدیده‌های جوی احساس نیز می‌شود، به گونه‌ای که برای شناخت قدرت هیدرولیکی ناهمواریها و "نفت سفید" کوهستانها به عنوان منبع زایش آبها ، تعیین حجم متوسط آب رودخانه‌ها در رابطه با نوسان میزان بارندگی سالانه حوضه‌ها مورد توجه قرار می‌گیرد. همچنین پیشرفت علم کشاورزی به منظور کاشت و برداشت محصولات کشاورزی ، مهندسین زراعی را به کسب اطلاعاتی در زمینه آب و هواشناسی وا‌ می‌دارد و همین نیاز به عنوان انگیزه دیگری در پیشرفت تحقیقات کلیماتولوژی موثر می‌افتد.

شاخه‌های هواشناسی
•هواشناسی فیزیکی: بررسی ویژگیها و منشا تغییرات عوامل آب و هوا را مد نظر دارد.
•هواشناسی دینامیکی: به مطالعه توده‌های هوا و بررسی عوامل انرژی مجموعه اتمسفر و یا جریانات اتمسفری می‌پردازد.
•هواشناسی اتمسفر آزاد: پدیده‌های اتمسفر را از سطح زمین تا ارتفاعات بیشتر مطالعه می‌کند.
•هواشناسی زیستی
•هواشناسی کشاورزی
•هواشناسی هوانوردی
•هواشناسی مهندسی
•هیدروکلیماتولوژی
مباحث مرتبط با عنوان
•آب و هواشناسی و سیر تحولی آن
•اتمسفر زمین
•جو زمین
•لایه‌های مختلف جو

ریشه لغوی
سنگ شناسی رسوبی از دو کلمه Sedimentary به معنی رسوبی و Petrology به معنی سنگ شناسی گرفته شده است.

دید کلی
سنگهای رسوبی به دلیل داشتن منابع مهم نظیر نفت ، گاز ، ذغال ، آهن ، اوارنیم و نیز مواد مورد نیاز در مصالح ساختمانی مانند آهک ، گچ و غیره از اهمیت خاصی برخوردارند لذا سنگ شناسی رسوبی یکی از مهمترین شاخه‌های علوم زمین محسوب می‌گردد. در حدود 70٪ از سنگهای سطح زمین ، دارای منشا رسوبی هستند، و این سنگها عمدتا از ماسه سنگها ، سنگهای آهکی ، شیل ها و به مقدار کمتری اما با همان معروفیت از رسوبات نمک ، سنگهای آهندار ، ذغال و چوب تشکیل شده است.

تاریخچه و سیر تحولی
•مطالعه سنگهای رسوبی از نظر مشخصات ساختی ، بافتی و ترکیب شیمیایی آنها ، اولین بار در سال 1879 توسط سوربی انگلیسی انجام گرفت. وی مطالعه سنگهای رسوبی در مقاطع نازک را برای اولین بار ابداع نمود. بعدها در 1899 ، کایوی فرانسوی پاره‌ای از مشخصات میکروسکوپی و مشخصات ماکروسکوپی بعضی از سنگهای رسوبی در کشور فرانسه را ، به صورت مصور تشریح و تفسیر کرد.

از آن تاریخ به بعد ، به پیروی از کایو ، بررسیهای سنگهای رسوبی و کوشش اکثر سنگ شناسان ، عمدتا بر کانی شناسی و تشخیص کانی‌های تشکیل دهنده این سنگها متمرکز گردید. که در این میان ماسه سنگها و رسوبات ماسه‌ای و از میان کانی‌ها هم ، کانیهای سنگین (دارای وزن مخصوص بیش از 2.85) ، بیشتر مورد توجه قرار گرفتند.

•در سال 1919 ، ونت ورث آمریکایی برای سنجش اندازه ذرات و دانه های تشکیل دهنده رسوبات تخریبی مقیاسی ارائه داد و به کمک مقیاس ونت ورث مطالعه دانه سنجی و تجزیه‌های کمی و مکانیکی رسوبات بر مبنای اندازه دانه ها و فراوانی آنها ، میسر گردید.

•سرانجام در 1933 ، آدن و کرمباین ، مقیاس‌های جدیدتری برای اندازه گیری دانه‌های رسوبی ارائه دادند و در مکانیسم تجزیه‌های مکانیکی رسوبات تخریبی ، تسهیلات زیادتری ایجاد کردند. امروز هم ، مقیاسهای اندازه گیری متداول برای مطالعات رسوب شناسی و سنگهای رسوبی ، به نام همین افراد معروف بوده و مورد استفاده سنگ شناسان و رسوب شناسان قرار دارد.
گروههای اصلی سنگهای رسوبی
رسوبات سیلیسی آواری :
رسوبات سیلیسی آواری (همچنین تحت عنوان رسوبات تریجنوس یا اپی کلاستیک خوانده می‌شوند) آنهایی هستند که از خرده سنگهای قبلی که توسط فرآیند فیزیکی حمل و رسوب کرده‌اند، تشکیل شده‌اند. این گروه شامل سنگها زیر می‌باشد:

•کنگلومراها :
در این سنگها ، مواد دانه درشت گرد شده در زمینه‌ای از مواد دانه ریز قرار دارند.

•برش‌ها :
مواد دانه درشت گرد نشده در زمینه‌ای از مواد دانه ریز قرار دارند.

•ماسه سنگها :
اندازه دانه‌ها در ماسه سنگها ، کمتر از 2 میلیمتر است.

•گلسنگها :
اندازه دانه‌ها کمتر از 2 میکرون می‌باشد.

رسوبات بیوژنیک ، بیوشیمیای و آلی :
رسوباتی هستند که بیشتر منشا بیو ژنیکی ، بیو شیمیایی و آلی دارند و شامل:

•سنگهای آهکی :
سنگهای آهکی می‌توانند هم از طریق ته نشست مستقیم CaCo3 از آب دریا و هم از طریق رسوب کردن اسکلت‌های کربناتی موجودات به وجود آید.

•چرت‌ها :
چرت ، یک واژه خیلی کلی برای رسوبات سیلیسی دانه ریز ، با منشا شیمیایی ، بیو شیمیایی یا بیوژنیکی است.

•فسفاتها :
یکی از مهمترین کانی‌های رسوبی فسفاتها ، آپاتیت می‌باشد.

•ذغال و شیل نفتی :
ذغال و شیلهای نفتی که از بقایای موجودات زنده قدیمی می‌باشند، انعکاسی از فرآیندهای دیانژ و دگرگونی دارند.

رسوبات شیمیایی :
این رسوبات منشا شیمیایی دارند و شامل موارد زیر می‌باشند:

•تبخیر‌ی‌ها: تبخیری‌ها عمدتا رسوبات شیمیایی هستند که پس از تغلیط نمک‌های محلول در آب (بر اثر تبخیر) رسوب کرده‌اند.

•سنگهای آهن‌دار :
آهن ، عملا بر اندازه چند در صد در تمام سنگهای رسوبی وجود دارد، ولیکن بطور غیر معمول ، در جایی که مقدار آهن بیش از 15٪ باشد، سنگهای آهن‌دار را تشکیل می‌دهد.

رسوبات آذر آواری :
رسوبات آذر آواری رسوباتی هستند که عمدتا از دانه‌های با منشا ولکانیکی ، که از فعالیت‌های آتشفشانی همزمان سرچشمه گرفته‌اند، تشکیل شده‌اند. و شامل موارد زیر می‌باشند:

•رسوبات اتوکلاستیک :
سنگهای ولکانوژیکی هستند که توسط برشی شدن در جای لاوا تشکیل شده‌اند.

•رسوبات پیروکلاستیک – ریزشی :
این رسوبات به راحتی از طریق خرده‌های آتشفشانی خارج شده از یک مجرا یا یک شکاف ، بر اثر انفجار ماگماتیکی ، تشکیل می‌شوند.

•رسوبات ولکانی کلاستیک – جریانی :
این رسوبات توسط انفجارات فورانی در محیط‌های خشکی ایجاد می‌شوند.

•هیدروکلاستیک‌ها :
هنگامی که لاوای خارج شده ، با آب تماس پیدا کند، سرد شدن و خاموشی سریع ، باعث قطعه قطعه شدن لاوا می‌شود. این قطعات پس از حرکت در آب و دانه دانه شدن رسوبات هیدروکلاستیک را تشکیل می‌دهند.

•رسوبات اپی کلاستیک :
رسوباتی هستند که از حرکت و ته نشست مجدد رسوبات ولکانی کلاستیک ایجاد شده‌اند.
اهمیت مطالعه سنگهای رسوبی
•سنگهای رسوبی در ادوار گذشته زمین شناسی در محیطهای طبیعی متفاوتی که امروزه وجود دارد، رسوب کرده‌اند. مطالعه این محیطهای عهد حاظر و رسوبات و فرآیندهای آنها به درک بیشتر معادل قدیمی آنها کمک می‌کند.

•دلایل زیادی برای مطالعه سنگهای رسوبی وجود دارد زیرا ارزش اقتصادی کانی‌ها و مواد موجود در آنها کم نمی‌باشد. سوخت‌های نفت و گاز از پختگی مواد آلی در رسوبات مشتق شده و سپس این مواد به یک سنگ مخزن مناسب ، که عمدتا یک سنگ رسوبی متخلخل است، مهاجرت می‌کند. ذغال ، سوخت فسیلی دیگری است که البته در توالی‌های رسوبی نیز وجود دارد. روشهای رسوب شناسی و سنگ شناسی به طور گسترده در پی جویی ذخایر جدید این منابع سوختی و سایر منابع طبیعی مورد استفاده قرار می‌گیرد. سنگهای رسوبی بیشتر آهن ، پتاس ، نمک و مصالح ساختمانی و بسیاری دیگر از مواد خام ضروری را تامین می‌کنند.

•محیطها و فرآیندهای رسوبی و جغرافیای قدیمی و آب و هوای قدیمی ، همگی را می‌توان از مطالعه سنگهای رسوبی استنباط کرد. اینگونه مطالعات به شناسایی و درک تاریخ زمین شناسی زمین کمک فراوانی می‌کند. سنگهای رسوبی حاوی زندگی گذشته زمین ، به فرم فسیل‌ها هستند که اینها مفاهیم اصلی انطباق چینه شناسی در فازوزوئیک می‌باشند.

ریشه لغوی
واژه دگرگونی ، که از کلمه لاتین Metamorphic به معنای تغییر شکل گرفته شده است، به این اشاره دارد که سنگ اولیه ، شکل اصلی خود را تغییر داده و به شکل جدید در آمده است.

دید کلی
سنگهای دگرگونی ، سنگهایی هستند که از تغییر شکل سنگهای قبلی به علت تغییر شرایط فیزیکی ( فشار ـ دما ) یا شیمیایی و در حالت جامد به‌وجود می‌آیند. پدیده دگرگونی به محو و ناپدید شدن یک یا مجموعه‌ای از کانیهای متبلور سنگ تعبیر می‌شود. این تغییرات ممکن است بر روی سنگهای رسوبی که در شرایط سطحی به وجود آمده‌اند یا در سنگهای آذرین که از ماگما متبلور گردیده و یا حتی در سنگهای دگرگونی حادث شود.

در حالت اخیر ، شرایط دگرگون شدگی سنگ قبلی تغییر می‌نماید و این پدیده با ظهور و پیدایش یک یا مجموعه‌ای از کانیهای جدید همراه می‌باشد. بنابراین دگرگونی عبارت از پاسخی است که هر سنگ در مقابل تغییرات محیط شیمیایی یا فیزیکی از خود بروز می‌دهد و این پاسخ به صورت تجدید تبلور کانیهای قدیمی به دانه‌های جدید و یا پدیدار شدن کانیهای نو ظهور و تخریب بعضی دیگر تجلی می‌کند.

تاریخچه
واژه متامورفیسم برای اولین بار در سال 1820 توسط A.Boue عنوان گردید و جیمز هاتن اولین کسی بود که در کتاب خود به نام فرضیه کره زمین به مفاهیم کلی دگرگونی اشاره نمود.

سیر تحولی و رشد
•Elie de Beament و A. Daubre که در اواسط قرن نوزدهم می‌زیسته‌اند، اولین کسانی بودند که دگرگونی ناحیه‌ای و دگرگونی مجاورتی را از هم متمایز کردند و اصطلاح دگرگونی ناحیه‌ای توسط A.Daubre وارد این علم گردید.

•با عنوان شدن واژه ژئوسنکلینالها توسط J.D.Dana ، James Hall و E.Haug در فاصله سالهای بین 1859 و 1910 ، سنگهای دگرگونی ناحیه‌ای معنی و مفهوم دیگری پیدا کرد. این دانشمندان دما و فشار بالا و همچنین حرکات زمین ساختی حاکم بر اعماق این ژئوسنکلینالها را عامل اصلی دگرگونی ناحیه‌ای دانستند.

•اصطلاح دینامومتامورفیسم در سال 1886 توسط H.Rosenbusch پیشنهاد شد و بعدها دانشمندان دیگری واژه Dynamic را برای دگرگونی کاتاکلاستیک بکار بردند.

•در فاصله سالهای بین 1870 و 1900 ، سنگ نگاری میکروسکوپی به وجود آمد.

•Grubenmann ( 1924 ـ 1850 ) و Niggli سنگهای دگرگونی ، ناحیه‌ای را بر حسب ترکیب شیمیایی تقسیم‌بندی نمودند که بعضی از زمین شناسان اروپایی هم از آن نامها استفاده می‌کنند.

•جورج بارو با بررسی زمین شناسی سنگهای دگرگونی در اسکاتلند ، نشان داد که سنگهای دگرگونی این مناطق یک تغییر تدریجی در بافت و ترکیب کانی شناسی دارند و نتیجه این مطالعات باعث کشف زون دگرگونی تدریجی گردید.

•بررسی زونهای مختلف کانیهای دگرگونی به کرات و در نواحی مختلف توسط تیلی ( 1925 ) و هارکز ( 1932 ) و Barth ( 1936 ) صورت گرفت ولی در هیچکدام از این مطالعات مساله پیوند بین فرایندهای زمین شناسی و فرایندهای دگرگونی تدریجی به دقت مورد نظر قرار نگرفت.

اقسام دگرگونی
•دگرگونی اصابتی یا دگرگونی ضربه‌ای
•دگرگونی مجاورتی یا دگرگونی حرارتی
•دگرگونی دینامیکی یا دگرگونی کاتاکلاستیک
•دگرگونی ناحیه‌ای یا دیناموترمال متامورفیسم
•دگرگونی انباشتی یا دگرگونی ترفینی یا دگرگونی استاتیک
•دگرگونی زیر کف اقیانوسها
•دگرگونی هیدروترمال یا دگرسانی هیدروترمال
اقسام فابریک‌های دگرگونی
•سنگهایی که فاقد جهت یافتگی برتر می‌باشند.
•سنگهایی که دارای جهت یافتگی برتر و شخصی هستند.
اقسام رخساره‌های دگرگونی
•رخساره‌های دگرگونی مجاورتی
•رخساره‌های دگرگونی بر اثر وزن یا رخساره‌های ترفینی
•رخساره‌های دگرگونی ناحیه‌ای

ریشه لغوی
سنگهای آذرین ، Igneous rocks نام خود را از واژه Ignis گرفته‌اند که در لاتین به معنای "آتش" است.

دید کلی
این سنگهای پرورده آتش ، زمانی توده‌ای داغ و مذاب را به نام ماگما تشکیل میداده‌اند، که سرد شدن تدریجی ماگما ، آنها را به سنگ سخت و جامد تبدیل کرده است. بنابراین گدازهای که از دهانه آتشفشان فوران کرده و بر سطح زمین جاری می‌شود، به سرعت سرد و سخت شده و سنگی آذرین را بوجود می‌آورد.

تاریخچه و سیر تحولی
•اغلب مولفین یونانی و رومی ، آتشفشانها ، فعالیتهای آتشفشانی و زمین لرزه ها را توصیف می‌کردند. استاربو جغرافیدان و مورخ یونانی (63 قبل از میلاد ـ 20 بعد از میلاد ) فعالیتهای آتشفشانی اتنا ، سوما ـ وزوو و جزایر لیپاری را توصیف کرد. او آتشفشانها را به منزله دریچه‌های اطمینان تلقی می‌نمود که از آنها مواد سیال خارج می‌شود.

•در قرن هیجدهم اولین مناظرات و مباحثات تند و شدید درباره ماهیت و منشا سنگها در گرفت. در مباحثات منشا سنگها مناظراتی بین دسته و گروههای زیر وجود داشت: در یک طرف نپتونیستها و در طرف دیگر ولکانیستها و پلوتونیستها قرار داشتند. نپتونیستها معتقد بودند که سنگهای پوسته متوالیا در یک اقیانوس اولیه تهنشین شده‌اند و به نظر آنها بازالت و گرانیت هر دو سنگهایی هستند که در این اقیانوس بزرگ را سبب شده‌اند. پلوتونیستها اعتقاد داشتند که زمین از انجماد مواد مذاب و داغ بوجود آمده است و گرانیت را یک سنگ نفوذی داغ به شمار می‌آوردند.

•در سال 1825 واژه ماگما و مفهوم منحصر به فرد ماگمای اولیه توسط اسکراپ عنوان شد.

•سرجـیـمزهال ( 1761 ـ 1832 ) به همراه ریمور ( 1726 ) و اسپالانزانی ( 1794 ) و جورج وات ( 1804 ) پیترولوژی تجربی را پایه‌گذاری کرد.

•در سال 1844 چاربز داروین ( 1882ـ 1809 ) اظهار داشت که انواع مختلف سنگهای ماگمایی ممکن است از یک ماگمای اولیه اشتقاق یافته باشند به شرط آنکه ترکیب ماگما با تبلور و جدایش یک یا چند کانی مشکل سنگها تغییر یابد.

•در سال 1850 هنری کلیفتون سوربی ( 1826ـ 1908 ) جهت مطالعه میکروسکوپی ، اولین مقطع نازک سنگها را تهیه کرد.

•اوایل سال 1861 روش طبقه بندی شیمیایی سنگها را ابداع کرد و در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم برخی از روشهای نمایش شیمیایی و نهایتا طبقه‌بندی شیمیایی سنگها پا به عرصه ظهور نهاد ( موینسون ـ لسینگ 1899 ، کراس ، ایدینگز ، پیرسون و واشنگتن 1903 ، اوسان 1919 ، نیگلی 1920 ، فون ولف 1922 ).

•آلفرد لوتاروگز ( 1915 ) از کتابش تحت عنوان « منشا قاره‌ها و اقیانوسها » ، اصل و ریشه سوالات پزولوژیستها را به مفهوم تغییر ناپذیری قاره مربوط دانست.

•در سال 1969 موریس و ریچادر ویلژوئن اولین توصیف دقیق شیمیایی و سنگ شناسی یک سری جدید و مهم سنگهای آتشفشانی را که واجد انواع اولترامافیکها بود ، منتشر ساختند.

•از آن زمان تا به امروز سنگ شناسی آذرین همانند دیگر رشته‌های علوم فراز و نشیبهای بسیاری را پشتسر گذاشته و با کوشش پیشگامان علم پترولوژی تجربی ، بررسی شرایط تشکیل کانیها و سنگها ، بویژه سنگهای آذرین و دگرگونی رو به رونق نهاد.

 انواع سنگهای آذرین
انجماد ماگما به سنگهای آذرین ، یا در سطح زمین صورت می‌گیرد و یا در داخل پوسته زمین ، بنابراین بر حسب اینکه ماگما در کجا منجمد شود دو گروه سنگ آذرین خواهیم داشت.

 •سنگهای آذرین خروجی: سنگهای آذرینی را که از انجماد ماگما در سطح زمین بوجود می‌آید سنگهای آذرین خروجی می‌نامند.

•سنگهای آذرین نفوذی: به آن دسته از سنگهای آذرین که از انجماد ماگما در داخل پوسته زمین تشکیل می‌گردد سنگهای آذرین نفوذی گفته می‌شود. سنگهای آذرین نفوذی خود در پوسته زمین به اشکال مختلفی منجمد می‌شوند که شامل موارد زیر می‌باشند.

◦لاکولیت‌ها
◦سیل‌ها
◦دایک‌ها
◦لوپولیت‌ها
◦پاتولیت‌ها
◦فاکولیت‌ها
◦استوک‌ها
انواع سنگهای آذرین از نظر رنگ
•سنگهای آذرین فلسیک یا روشن
•سنگهای آذرین مافیک یا تیره
•سنگهای آذرین بینابینی

ریشه لغوی
ژئومورفولوژی علم شناسایی اشکال ناهمواریهای زمین است ، این واژه از زبان یونانی گرفته شده و از سه جز Geo به معنی زمین ، Morphe به معنی شکل و Logos به معنی شناسایی ترکیب یافته است.

دید کلی
ژئومورفولوژی جدید بیشتر مبتنی بر مقایسه سیستماتیک اشکال ناهمواریها و نهشته‌هایی است که موجب تعیین سن آنها می‌گردد و همچنین تعیین اشکال اولیه و اصلی ناهمواریها و بالاخره شناسایی فرآیندها و محیط موورفوکلیماتیک هنگامی که ناهمواریها را بوجود آورده‌اند، مورد توجه می‌باشد.

همچنین ژئومورفولوژی از مطالعات آماری برای بررسی اشکال ناهمواریها بهره می‌گیرد و سعی دارد در تحول ناهمواریهای زمین علیرغم پیچیده بودن مساله دینامیک طبیعت ، سهم فرآیندهای مختلف ناشی از آب و هوا و پوشش گیاهی و ماهیت سنگها و ساخت زمین و تغییر شکلهای تکتونیکی و میراث مراحل اولیه تکامل را از نظر دور ندارد.

تاریخچه
این علم از دیرباز به وسیله جغرافی دانان یونانی بی‌آنکه عنوان مشخصی داشته باشد شناخته شده بود و بعدها در دوره رنسانس ، لئوناردو داوینچی و برنارد پالیسی در گسترش آن پیش قدم شدند. لئورناردو واوینچی در یادداشت‌های خود از روابط مهمی که بین ابعاد دره‌ها و رودخانه‌ها وجود دارد سخن می‌گوید و در قرن نوزدهم ژئومورفولوژی یکی از شاخه‌های سیستماتیک علوم مربوط به زمین می‌گردد.

سیر تحولی و رشد
•کاربرد ژئومورفولوژی در اوایل قرن 19 بوسیله مهندسین هیدرولیک که مامور ایجاد کانالهای آبی و تنسیق رودخانه‌ها بودند، مورد توجه قرار گرفت و ژئومورفولوژی دینامیکی نیز در تنظیم طرحهای ایمنی و حفاظت راه‌ها مورد توجه مهندسین عمران ناحیه‌ای واقع شد، از جمله مهندس سورل در سال 1872 تئوری جدیدی در مورد چگونگی تحول و تکامل و دگرگونی رودخانه‌ها ارائه داد. و مهندس دوس آب شناس معروف در سال 1841 مفهوم نیمرخ متعادل رودخانه‌ها را بیان داشت.

•جنگل‌ انان نیز به نوبه خود دریافتند که در جهت مبارزه علیه فرسایش خاک به وسیله سیلابها می‌توان از علم ژئومورفولوژی کمک گرفت و به همین منظور در قرن نوزدهم درخت کاری حوضه‌های سیلابی متداول گردید.

•پژوهش‌های علمی ژئومورفولوژی از اواخر قرن 18 آغاز گردیده بود و سوسور اهل ژنو ضمن بررسی یخچالها و اشکال نهشته‌های یخچالی دریافته بود که گسترش یخچالها در گذشته فوق العاده بیشتر از عصر حاضر بوده است : مطالعات نامبرده درقرن 19 به وسیله یک سوئیسی دیگر به نام آگاسیز دنبال شد.

•زمین شناسان نیز به نوبه خود در جهت تعیین تاریخ زمین شناسی ، تحول ناهمواریها را مورد توجه قرار داده‌اند. چنانچه در اواخر قرن 18 هوتون مبتکر این روش بوده و تحقیقات نامبرده چند سال بعد به وسیلهپلیفر و جیکی و لئیل تعقیب شده است. در اواسط قرن 19 زمین شناسان انگلیسی اولین کسانی بودن که مفهوم پیدایش دشتگون را بیان داشته‌اند.

•در کشور فرانسه ژنرال دولانوئه و مارژری که اولی توپوگراف و دیگری زمین شناس بود، اشکال کلاسیک ناهمواری ژورایی را با توجه به ساختهای چین خورده آن بررسی کرده‌اند و در سال 1888 کتال جالبی تحت عنوان مقدمه‌ای بر ژئومورفولوژی به چاپ رسانیده‌اند.

•در اتازونی ، کشف قسمتهای نیمه خشک غرب به پوول اجازه داد که ضمن بازبینی زمینی کیفیت تخریب رودخانه‌ای را در کانیون کلرادو تجزیه و تحلیل کند، و همچنین ژیلبرت در این زمینه مکانیزم آبهای جاری را تعیین کرده و ماک جی نیز نقش آبهای جاری سفره‌ای شکل را بررسی نموده است.

•این قبیل بررسی‌ها بعدا به وسیله ویلیام موریس داویس تئوریسین معروف تکمیل گردیده و نامبرده تئوری معروف سیکل فرسایش را پیشنهاد می‌کند و با ارائه این تئوری ، ژئومورفولوژی وارد مرحله جدیدی می‌شود و داویس شخصیت علمی جهانی پیدا می‌کند.
قلمرو ژئومورفولوژی
در مطالعه ناهمواریهای پوسته جامد زمین می‌توان سه ناحیه به شرح زیر تشخیص داد:

•زمین‌هایی که در آب فرو رفته‌اند (اعماق دریا‌ها و دریاچه‌ها).
•زمین هایی که خارج از آب هستند یعنی خشکیها.
•ناحیه تلاقی این دو یعنی ساحل که خود قلمرو ویژه‌ای است.
 

انواع ژئومورفولوژی
•ژئومورفولوژی ساختمانی :
ژئومورفولوژی ساختمانی از ماهیت سنگها و طرز قرار گرفتن آنها و پدیده‌هایی که از عمل تکتونیک (مانند خمیده گیهای طبقات ، شکستگیها ، چین‌ها و...) حاصل می‌شود ، بحث می‌کند که می‌توان گفت قسمت عمده شکل گیریهای پوسته زمین به وسیله این علم شناخته می‌شوند.

•ژئومورفولوژی فرسایشی : گروه دیگر مانند آبهای جاری ، باد ، یخچالها که موجب کنده کاری ناهمواریها گشته و کم و بیش موجب تخریب و از بین رفتن آنها می‌گردند، مطالعه این گونه عوامل ، ژئومورفولوژی فرسایشی را تشکیل می‌دهد که گاهی به آن با کمی تفاوت در معنی عبارت ژئومورفولوژی دوره‌ای اطلاق می‌شود
ارتباط ژئومورفولوژی با سایر علوم
بین ژئومورفولوژی و سایر علوم ازجمله خاک شناسی ، هیدرولوژی و اکولوژی و آب و هوا شناسایی روابط بسیار نزدیک وجود دارد. زیرا عوامل این قبیل علوم بیشتر در سطح زمین موثرند. به علاوه مطالعات ژئومورفولوژی یک ناحیه با دانستن اطلاعات حاصله از علوم ذکر شده آسانتر می‌گردد. 

ژئوشیمی از دو کلمه‌ Geo به معنی زمین و chemistry به معنی شیمی تشکیل شده است.

دید کلی
در ساده‌ترین شکل ژئوشیمی را می‌توان به عنوان علمی تعریف کرد که با شیمی کل زمینی و اجزای تشکیل دهنده آن سرو کار دارد. علم ژئوشیمی به تعبیری هم محدود‌تر و هم گسترده‌تر از زمین شناسی می‌باشد. این علم با توزیع و مهاجرت عناصر شیمیایی در درون زمین و در ابعاد زمان و مکان سرو کار دارد. علم رخداد و توزیع عناصر در جهان ، بطور کلی شیمی فضایی نامیده می‌شود. جهت درک درست شیمی زمین حائز اهمیت است که تا حد امکان از شیمی و تاریخ خورشید و سایر اجسام سیاره‌ای منظومه شمسی و همچنین شیمی ستارگان و فضای بین سیاره‌ای و میان ستاره‌ای مطلع باشیم. بطور کلی وظایف اصلی ژئوشیمی را می‌توان به صورت زیر خلاصه کرد :

•تعیین فراوانی نسبی و مطلق عناصر و انواع اتمها ( ایزوتوپها ) در زمین.
•مطالعه توزیع و مهاجرت هر یک از عناصر در بخشهای مختلف زمین ( اتمسفر ، هیدروسفر ، پوسته و غیره ) و همچنین در کانیها و سنگها به منظور کشف اصول اداره کننده این توزیع و مهاجرت.
تاریخچه ژئوشیمی
•علم ژئوشیمی عمدتا در طی قرن اخیر توسعه یافته است. با این وجود ، مفهوم نظامی مستقل که با شیمی زمین سر و کار داشته باشد، مفهوم کهن است و واژه ژئوشیمی نیز برای اولین بار توسط شیمیدان سوئیسی به نام شون بین (کاشف اوزون) ، در سال 1838 معرفی گردید.

•مفهوم جدید یک عنصر را می‌توان به زمان لاووازیه و کتاب معروف وی در مورد عناصر شیمیایی ( 1789 ) نسبت داد.

•در سال 1860 بنزن و کیرشف) چگونگی کاربرد طیف سنج در تشخیص و شناسایی عناصر را به نمایش گذاشتند، پس از آن عناصر Cs ، Rb و Tl به سرعت و پی در پی به وسیله این دستگاه جدید کشف شدند. با بر پا شدن سازمان زمین شناسی آمریکا در سال 1884 و انتخاب کلارک به عنوان شیمیدان اصلی ، سازمانی مرکزی برای تحقیقات شیمیایی زمین ، در قاره آمریکا بنا نهاده شد.

•تاسیس آزمایشگاه ژئوفیزیکی بوسیله موسسه کارنگی واشنگتن در 1904 ، موجب پیدایش پیشرفتهای بزرگی در ژئوشیمی گردید. گلدشمیت که در سال 1911 از دانشگاه آسلو ، فارغ‌التحصیل گردید، رساله دکترای وی کمکی اساسی به ژئوشیمی بود.

•سال 1912 ، از بسیاری جهات می‌تواند تاریخی حیاتی برای توسعه و پیشرفت علم ژئوشیمی به حساب آید. در این سال فون‌لو نشان داد که ترتیب قرار گرفتن منظم اتمها در بلورها می‌تواند به صورت شبکه انکساری در مقابل اشعه‌های ایکس عمل کند و بنابراین به اکتشافی دست یافت که می‌توانست ساختار اتمی اجسام جامد را تعیین کند.

•یک مرکز مهم ژئوشیمی نیز در سال 1917 در اتحاد جماهیر شوروی تاسیس شد. بزرگان نامی این مرکز را ورنادسکی و همکاران جوانتر وی ، فرسمن و وینوگرادف تشکیل می‌دادند. بازدهی علمی این مرکز بسیار زیاد بوده است. ژئوشیمی در اتحاد جماهیر شوروی بخصوص در راستای جستجو و استخراج مواد معدنی خام قرار داشته، و ظاهرا موفقیت قابل ملاحظه‌ای در این زمینه کسب کرده است.

•در اختیار داشتن نمونه‌های کره ماه ، داده‌های کاوش از راه دور اتمسفرها و سطوح سیارات و پذیرش مفهوم تکتونیک صفحه‌ای در سالهای 1960 و 1970 ، دیدگاهی نوین برای نمونه برداری و نظریه ژئوشیمی فراهم آورد. افزوده شدن داده‌های گسترده‌ای از ماه و داده‌های زمین و شخانه‌ها ، این امکان را بوجود آورد که بسیاری از نظریه‌های ارائه شده در مورد سیاره شناسی و شیمی فضایی آزمایش شوند.

فراوانی عناصر در فضا
گلدشیمت در سال 1937 بر مبنای داده‌های حاصل از ترکیب شخانه‌ها و مواد خورشیدی و ستاره‌ای ، اولین جدول رضایت بخش از فراوانی عناصر و ایزوتوپها در فضا را گردآوری کرد. داده‌های مربوط به هیدروژن و هلیوم و سایر مواد فرار عمدتا از بررسی خورشدی و ستاره‌ها بدست آمده است و اعداد مربوط به سایر عناصر نیز بر مبنای فراوای نسبی مواد شخانه‌ای استوار است. فراوانی نسبی یک عنصر مکن است که صد یا هزاربار از عنصر مجاور خود در جدول تناوبی بیشتر یا کمتر باشد. با این وجود هنگامی که داده‌ها به دقت بررسی می‌شوند. نظم بندیهای بیشماری به چشم می‌خورد. این نظمها را می‌توان به صورت زیر جمع‌بندی کرد:

•فراوانی عناصر کاهش نمایی و سریع برای عناصر دارای اعداد اتمی پایین ( تا حدود عدد اتمی 40 ) را نشان می‌دهد، این کاهش نمایی ، مقادیر تقریبا ثابتی از عناصر سنگین‌تر را به دنبال دارد.

•عناصر دارای عدد اتمی زوج فراوانتر از عناصر دارای عدد اتمی فرد واقع در دو طرف خود می‌باشند، وجود این نظم در فراوانی نسبی عناصر برای اولین در سال 1914 بطور مستقل توسط اودو و در سال 1917 توسط هارکینز تشخیص داده شد و به همین دلیل گاهی اوقات آن را قانون اودو ـ هارکینز می‌گویند.

•تغییر فراوانی نسبی عناصری که عدد اتمی آنها بیشتر از نیکل است، کمتر از عناصری است که عدد اتمی آنها کوچکتر از عدد اتمی نیکل می‌باشد.

•تنها ده عنصر  که عدد اتمی همه آنها کوچکتر از 27 است فراوانی قابل ملاحظه‌ای دارند، و از این میان هیدروژن و هلیوم از هشت عنصر دیگر بسیار فراوانتر می‌باشد.

•در محل عدد اتمی 26 یک قله فراوانی بسیار مشخص دیده می‌شود، و قله‌های کوچکتری نیز در محل چندین عدد اتمی سنگین‌تر قابل مشاهده است.
ساختار منطقه‌ای زمین
اتمسفر
اگر چه اتمسفر فقط جزء کوچکی از کل جرم زمین را تشکیل می‌دهد، اما تاثیر آن روی شیمی سطح زمین قابل ملاحظه است. اتمسفر به عنوان محیط انتقال همنه‌های بسیاری از واکنش‌های ژئوشیمیایی سطح زمین عمل می‌کند، مانند انتقال اکسیژن ، دی اکسید کربن و آب ؛ که در فرآیندهای هوازدگی شیمیایی اجزای اصلی را تشکیل می‌دهند.

•ترکیبات اتمسفر : ترکیب ساده بوده و تقریبا تماما از سه عنصر نیتروژن ، اکسیژن و آرگون تشکیل شده است. و گازهای دیگری هم که به مقدار بسیار کم اتمسفر وجود دارند شامل دی اکسید کربن ، نئون ، هلیوم، کریپتون ، گزنون ، هیدروژن و اکسید نیتروژن می‌باشند. این دسته اجزای اتمسفر در نمونه‌ای مختلف هوا نسبتا ثابت بوده و در جاهای مختلف و یا زمانهای مختلف تفاوتی نمی‌کند. ولی بعضی از اجزای سازنده‌ی اتمسفر مقدارشان متغییر است و شامل گازهای  می‌باشند.

هیدروسفر
قشری ناپیوسته از آب شیرین ، شور و جامد در سطح زمین است. هیدروسفر از اقیانوسها همراه با دریاها و خلیج‌های پیوسته به آنها ، دریاچه‌ها ، آب رودها و رودخانه‌ها ، آبهای زیرزمینی و برف و یخ تشکیل شده است.

بیوسفر
واژه بیوسفر برای اولین بار توسط لامارک به کار برده شد. این واژه کاربردی دوگانه دارد؛ یکی برای مشخص کردن آن بخش از زمین که توانایی حفظ حیات را دارا می‌باشد و دیگری برای نشان دادن مقدار کل ماده زنده موجود شامل گیاهان ، جانوران و موجودات ذره‌بینی.

•ترکیبات بیوسفر : دانش‌ ما از مقدار نسبی جانوران مختلف بیوسفر از حدس و گمان هوشیارانه فراتر نمی‌رود. آب جز اصلی تمام مواد آبی است. چوب حدود 50% آب دارد و مهره داران حدود 66 % ، در حالیکه مقدار آب بی‌مهرگان دریایی بیش از 90% است. عناصر موجود در بیونسفر عبارتند از: انرژی  عناصر تغذیه‌ای بزرگ  و عناصر اغذیه‌ای کوچک برای گیاهان و جانوران  فقط برای گیاهان و Co و I فقط برای جانوران)
پوسته زمین
پوسته زمین ، ضخامتی از زمین است که از سطح شروع می‌شود و تا ناپیوستگی موهو ادامه می‌یابد.

•ترکیبات شیمیایی پوسته زمین : ترکیب میانگین پوسته در اصل همان ترکیب سنگهای آذرین است، زیرا مقدار کل سنگهای رسوبی و دگرگونی پوسته در مقام مقایسه با توده سنگهای آذرین موجود فاقد اهمیت است.
گوشته زمین
گوشته زمین از قاعده پوسته شروع می‌شود و تا عمق 2900 کیومتری که ناپیوستگی گوتنبرگ - ویچرت قرار دارد، ادامه می‌یابد.

•ترکیب شیمیایی گوشته : ترکیب شیمیایی گوشته از کانیهای سیلیکاتی ، احتمالا بیشتر الیوین و پیروکسن‌ها یا معادلهای فشار بالای آنها تبعیت می‌کند.
هسته زمین
هسته زمین از ناپیوستگی گوتنبرگ - ویچرت در عمق 2900 کیلومتر شروع می‌شود، تا مرکز زمین ادامه می‌یابد. از نظر شیمیایی هسته از آهن و نیکل تشکیل شده است.

•هسته خارجی زمین : هسته خارجی از عمق 2900 کیلومتری شروع می‌شود و تا عمق تقریبا 5000 کیلومتر ادامه می‌یابد این قسمت از هسته بصورت مایع می‌باشد.
•هسته داخلی زمین : هسته داخلی از عمق 5000 شروع و تا مرکز زمین ادامه می‌یابد، این قسمت از هسته به صورت جامد می‌باشد.

ریشه لغوی
زمین شناسی مهندسی از دو کلمه Engineering به معنی مهندسی و Geology به معنی زمین شناسی گرفته شده است.

 
دید کلی
زمین شناسی مهندسی ضمن بررسی تاثیر «محیط زمین شناسی» بر سازه‌های مهندسی یا زمین شناسی مهندسی ، راه‌حلهای مناسبی جهت کاهش یا برطرف نمودن خطرات احتمالی ارائه می‌دهد. باید توجه داشت که محیط زمین شناسی اطراف یک سازه به دو صورت با آن در ارتباط است. یکی توسط مصالح زمین شناسی ، یعنی سنگ ، خاک و آب ، دیگری فرآیندها و مخاطرات زمین شناسی مثل سیل ، زمین لرزه ، حرکات دامنه‌ای و مانند آن. برخی از مولفین زمین شناسی مهندسی را سهوا به جای «ژئوتکنیک» به کار می‌برند. بطور کلی زمین شناسی مهندسی به توسط روشهای اکتشافی متنوع تاثیر محیط زمین شناسی اطراف را بر سازه مهندسی یا پروژه عمرانی تعیین می کند. همچنین نقش احداث سازه را در تحریک و تغییر رفتار زمین مشخص می سازد.

تاریخچه و سیر تحولی
•از قرنها پیش معماران و سازندگان بناها بر این نکته معترف بودند که برای جلوگیری از نشست، کج شدن یا فرو ریختن ساختمانشان محتاج آگاهی از شرایط زمین هستند. البته ساختمانهای قدیمی همواره با توجه به تجربیات سازنده بنا و اغلب به روش آزمون و خطا احداث می‌شد. در سال 1776 و زمانی که «کولن» برای اولین بار تئوریهای مربوط به فشار زمین را ارائه داد، استفاده از روشهای تحلیلی در بررسی زمین آغاز شد.

بررسی‌های کولن بر روی دیواره‌های حائل نشان داد که وقتی دیوار حائلی کج می‌شود، گوه‌ای از خاک ناپایدار در پشت آن ایجاد می‌گردد که یک طرف آن ، دیوار و سمت دیگر آن یک سطح گسیختگی است. کولن فشار اولیه وارده به دیوار را به وزن گوه و مقاومت برشی در امتداد سطح برش ، که برحسب اصطکاک داخلی بیان نمود، مربوط کرد. در سال 1871 «اتو مور» فرضیه‌ای عمودی برای مقاومت مصالح زمین شناسی در برابر گسیختگی ارائه داد.

•سالها گذشت تا آنکه «ترزاقی» مکانیک خاک را به صورت شاخه‌ای از مهندسی عمران مطرح نمود. دانش مکانیک خاک با اولین کنفرانس بین المللی در مورد مکانیک خاک و مهندسی پی که در سال 1936 میلادی در دانشگاه هاروارد آمریکا برگزار شد، در سطح جهانی تثبیت گردید.

•از سالهای دور مهندسان و زمین شناسان مفاهیم مربوط به رفتار مکانیکی سنگها را در معدن‌کاری و صنعت نفت به کار می‌گرفتند، ولی این رشته تا اوایل دهه 60 میلادی مخصوصا تا سال 1996 که اولین کنفرانس بین المللی مکانیک سنگ در شهر لیسبون پرتغال برگزار شد، هنوز به طور رسمی به عنوان شاخه‌ای از دانش مهندسی به حساب نمی‌آمد.

•واژه «ژئوتکنیک» اولین بار در سال 1948 میلادی توسط انستیتوی مهندسان ساختمان بریتانیا به کار گرفته شد و به تدریج مفهوم آن غنای بیشتری یافت، تا اینکه در سال 1974 «مهندسی ژئوتکنیک» به عنوان رشته‌ای خاص توسط انجمن مهندسان ساختمان ایالات متحده امریکا نیز به رسمیت شناخته شد. امروزه واژه ژئوتکنیک به مفهوم مجموعه‌ای مشتمل بر سه دانش مکانیک خاک ، مکانیک سنگ و زمین شناسی مهندسی به کار گرفته می‌شود.

مفاهیم کلیدی زمین شناسی مهندسی
زمین و سازه‌های مهندسی :
سازه‌های مهندسی صرفنظر از آن که ما آن را مجموعا «محیط شناسی» می‌نامیم ، تاثیر می‌پذیرند. شاید بتوان عناصر تشکیل دهنده محیط زمین شناسی را به نحو زیر به چهار جز مختلف تقسیم کرد:

•«فرآیندهای زمین شناسی» ، چون فرسایش ، رسوب گذاری ، زمین لرزه و آتشفشان
•«ساختمانهای زمین شناسی» ، چون لایه بندی ، گسلها ، کوه یا دره یک رود
•«مواد زمین شناسی» ، چون سنگ و خاک و آب و هوا
•«زمان» ، که همه چیز در ارتباط با آن در تغییر دائم است.
مواد و مصالح زمین شناسی از دیدگاه مهندسی
مواد جامد و طبیعی تشکیل دهنده ، بخشهای خارجی زمین را به دو گروه اصلی سنگ و خاک تقسیم می‌کنند.

•سنگ :
از نقطه نظر زمین شناسی ، سنگ به موادی از پوسته زمین اطلاق می‌شود که از یک یا چند کانی که با یکدیگر پیوند یافته‌اند، درست شده است.

•خاک :
خاک توده‌ای از ذرات یا دانه‌های منفصل یا دارای پیوند سست است که بر اثر هوازدگی سنگ بطور بر جا تشکیل شده است درجه سخت و سنگ شدگی خاک ناچیز تا صفر بوده و در بسیاری موارد حاوی مواد آلی است و گیاهان می‌توانند بر روی آن رشد کنند.

•ژئودینامیک :
یکی از وظایف مهم زمین شناسی مهندسی تشخیص احتمال وقوع فرآیندهای ژئودینامیکی ، مثل سیل و زمین لرزه ، که شاید بتوان آنها را «بلایای زمین شناسی» نیز نامید، قادرند ضمن ایجاد تلفات جانی ، خسارات جبران ناپذیری نیز به سازه مهندسی وارد آورند. مهندسانی که در پروژه‌های عمرانی و ساختمانی فعالیت دارند، باید از شرایط طبیعی که منجر به بروز این مشکلات می‌شود، آگاهی داشته باشند، تا به این وسیله بتوانند احتمال رخداد هر یک از آنها را در محدوده سازه مورد نظر برآورد نمایند.
  

نقش زمین شناسی مهندسی و مسئولیت‌های حرفه‌ای
زمین شناسی مهندسی واقعیت‌های علمی مشاهده شده یا اندازه گیری شده را که سرشت فیزیکی یگانه پوسته زمین را توصیف می‌کند به صورت اطلاعات زمین شناسی در می‌آورد و این اطلاعات را بر تشخیص مرز محدودیت‌های مهم فیزیکی که می‌تواند در طراحی ، ساخت و نگهداری هر پروژه مهندسی موثر باشد به دانسته‌های مهندسی تبدیل می‌کند. زمین شناسی مهندسی با ایفای این نقش ویژگیهای زمین شناختی محل اجرای پروژه را که در صورت داشتن شرایط نامطلوب سبب افزایش هزینه و در صورت داشتن شرایط مطلوب سبب کاهش هزینه خواهند شد، مشخص می‌کند. بدین ترتیب زمین شناسی مهندسی را می‌توان صاحب حرفه‌ای دو سویه نگر در نظر گرفت که از یک سو فرآیندهای زمین شناسی را در نظر دارد و از طرفی محصولات مهندسی مورد نظر اوست. بطورکلی مسئولیت‌های حرفه‌ای او را بصورت زیر می‌توان خلاصه کرد:

•توصیف محیط زمین شناختی مربوط به پروژه مهندسی
•توصیف مواد زمین ، توزیع آنها ، و ویژگیهای فیزیکی- شیمیایی آنها
•استنتاج پیشینه رویدادهای موثر در زمین مواد
•پیش بینی رویدادهای آتی و شرایطی که می‌تواند ایجاد شود.
•توصیه مواد معرف برای نمونه برداری و آزمون
•توصیه نحوه‌های کار و عمل با مواد و فرآیندهای گوناگون زمین ، توصیه یا ارائه معیارهای طراحی استخراج بخصوص در مورد زاویه شیبهای برش در موادی که آزمون مهندسی آنها نامناسب بوده است، یا در جاهایی که عناصر زمین شناسی عامل کنترل پایداری هستند.
•وارسی حین کار ساختمانی برای تحقیق شرایط.

زمین شناسی ساختمانی از واژه Structral به معنی ساختاری یا ساختمانی و Geologg به معنی زمین شناسی گرفته شده است.

دید کلی
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.

دید کلی
زمین شناسی اقتصادی شاخه‌ای از علم زمین شناسی است که پیرامون شرایط تشکیل مواد معدنی ، مورفولوژی و ریخت شناسی آنها ، بافت و ساخت آنها ، عوامل کنترل کننده پراکندگی مواد معدنی ، توجیه فنی و اقتصادی آنها و بلاخره تقسیم بندی ژنتیکی مواد معدنی بحث می‌کند. در رسیدن به اهداف فوق ، روشهای مختلف تجزیه مواد معدنی ، روشهای ژئوفیزیکی و ژئوشیمیایی و فرآوری مواد انجام می‌گیرد. همچنین در انجام پروژه‌های مختلف اکتشافی باید به مسائل زیست محیطی نیز دقت لازم را مبذول داشت.

مواد معدنی ، زیربنای اقتصاد و صنعت هر جامعه را تشکیل می‌دهند. بشر از همان آغاز آفرینش خود و در طول تاریخ ، بر حسب نیازمندیها و شناخت ، از مواد معدنی استفاده کرده است. اکنون نیز انسان ، از تمامی مواد معدنی به حالتها و شیوه‌های گوناگون ، بهره‌برداری می‌نماید. به عبارت دیگر ، همین مواد معدنی هستند که پاپه و اساس تمدن را تشکیل می‌دهند. زمین شناسی اقتصادی ، پایه و شالوده اکتشافات معدنی و کاربرد مواد حاصل از آن را تشکیل می‌دهد.

 تاریخچه
از آغاز آفرینش ، انسان همواره از مواد پوسته زمین در جهت رفع نیازمندی‌های زندگی و دسترسی به رفاه بیشتر استفاده کرده است. سنگها و کانیهای غیر فلزی اولین موادی هستند که انسان اولیه آنها را به کار برده است. آثار بدست آمده از کاوشهای باستان شناسی حاکی از آن است که انسانهای اولیه از فلینت ، چرت و دیگر سنگهای سخت برای ساختن اسلحه و کندن غارها استفاده نموده‌اند و همچنین خاک رس و سنگ را برای ساختن ظروف گلی و اهرام شگفت انگیز مورد استفاده قرار داده‌اند.

ظهور انسان و اشیای دست ساز بشری در عصر پارینه سنگی (Paleolithic old stone age) در 750 هزار سال پیش از میلاد آغاز گشته است. بر اساس مطالعات باستان شناسی ، طلا Au نخستین فلزی بوده که بشر به صورت خالص از رودخانه‌ها جمع آوری نموده و مس نیز نخستین فلزی است که انسان قادر به ذوب آن شده است. در مورد تاریخ استفاده از مس نظرات ضد و نقیضی دیده می‌شود. گروهی استفاده از آن را در حدود 20 هزار سال پیش از میلاد ، و عده‌ای تاریخ استفاده آن را به حدود 12 هزار سال پیش از میلاد و به کشور مصر نسبت می‌دهند.

  سیر تحولی و رشد
•بر طبق نوشته‌های هرودت ، یونانیان در سالهای 420 تا 384 قبل از میلاد از رگه‌های کوارتزی برای کشف ذخایر طلا استفاده نموده‌اند.

•ابو علی سینا ، فیلسوف و دانشمند ایرانی ( 1037 ـ 980 میلادی ) اولین کسی به شمار می‌رود که مواد معدنی را تقسیم نموده است. این رده بندی شامل سنگها ، فلزات ، سولفورها ، نمکها و ترکیبات دیگر می‌باشد.

•اولین نظریه در مورد منشأ مواد معدنی توسط جورج اگزیکولا در سال 1556 ارائه شد. این دانشمند به کمک مطالعات دقیق انجام شده روی ناحیه معدنی ارزبرگ آلمان ، چگونگی تشکیل این ذخیره را به طور سیستماتیک بیان نمود. در قرن هیجدهم مجددا پژوهشهایی در زمینه چگونگی تشکیل مواد معدنی به خصوص در منطقه ارزبرگ آلمان توسط دلیاس ( 1770 ) ، هنگل (1725) ، زیرمن ( 1746) انجام شد.

•در اواخر قرن هیجدهم ، ورنر از آلمان و جیمز هاتن از اسکاتلند ، دو نظریه متفاوت در مورد منشا مواد معدنی ارائه دادند و بحثهای زیادی در این باره آغاز گردید. ورنر در سال 1775 نظریه نپتونیست را ارائه نمود. بر طبق این نظریه سنگهای رسوبی و سنگهای آذرین و حتی رگه‌ها از طریق ته‌نشینی در اقیانوس به وجود آمده‌اند. هاتن نیز در سال 1778 نظریه پلوتونیست را پیشنهاد کرد. وی ضمن رد کردن نظریه ورنر ، معتقد بود که سنگهای آذرین و مواد معدنی مذاب از اعماق زمین منشا گرفته‌اند.

•در اواخر قرن نوزدهم ، دانشمندان آمریکایی و اروپایی در مورد نحوه تشکیل مواد معدنی نظریه‌های مختلف دیگری ارائه داده‌اند. مطالعه و پژوهشهایی که تا کنون در زمینه منشا و چگونگی تکشیل کانیها توسط دانشمندان انجام شده موجب ارائه تئوریهای جدید شده که اکتشاف مواد معدنی را در تمامی مراحل کم هزینه‌تر ، آسانتر و با موفقیت آمیزتر نموده است.

•برخی ساکنان اولیه ایرانیان را نخستین ذوب کنندگان و استفاده کنندگان از فلز مس تصور می‌کنند و تاریخ آن را به حدود 9 هزار سال پیش از میلاد می‌دانند. با این حال ، به نظر بسیاری از باستان شناسان استخراج و ذوب مس توسط ساکنان اولیه ایران و در محلی به نام تل ابلیس صورت گرفته است. بر اساس شواهد باستان شناسی و معدن کاری قدیمی ، مرکز ، شرق و شمال ایران دارای کهن‌ترین پیشینه فلزگری می‌باشند. اواخر هزاره هفتم در ایران را مرحله گذر از عصر نو سنگی به عصر فلزات می‌دانند، در حالی که عصر نو سنگی در اروپا تا هزاره چهارم ادامه داشته است.
  

رده بندی کانسارها
امروزه سه رده بندی برای کانسارها مودر استفاده قرار می‌گیرد که ممکن است با توجه به شرایط خاص یک کانسار ، یکی بر دیگری ترجیح داده شود. این رده بندیها بصورت زیر می‌باشد:

•رده بندی نیگلی کانسارها ( 1929 ):

◦کانسارهای نفوذی
◦کانسارهای آتشفشانی

•رده بندی کانسارها توسط اشتایدرون:

◦کانسارهای نفوذی و ماگمایی
◦کانسارهای پنوماتولیتی
◦کانسارهای گرمابی
◦کانسارهای حاصل از گازها و بخارات درونی که به مناطق سطحی راه می‌یابند.

•رده بندی کانسارها توسط لیندگرن:

◦تجمع کانیها در اثر انجام واکنشهای شیمیایی
◦تغییرات و تجمع مکانیکی مواد معدنی
کاربرد مواد معدنی
مواد معدنی به حالتهای مختلف به مصرف می‌رسند که مهمترین آنها عبارتند از:

•بصورت عنصر
•بصورت کانی
•بصورت بلور
•بصورت سنگ
مباحث مرتبط با عنوان
•مواد معدنی
•کانسار
•کانی
•ژئوشیمی