Α. ΕΙΣΑΓΩΓΗ

A.1. Ορισμός και περιεχόμενο της Τεκτονικής

    Η Τεκτονική ή η Δομική Γεωλογία (Structural geology, Strukturgeologie, Tektonik), εξετάζει τη δομή του φλοιού της γης, καθώς και τις κινήσεις και τις δυνάμεις, που διαμόρφωσαν και διαμορφώνουν τη δομή αυτή.

    Μελετάει συνεπώς τις μορφές των τεκτονικών δομών των γεωλογικών σχηματισμών, τον τρόπο που διατάσσονται αυτοί στον χώρο, αλλά και τις αιτίες που δημιούργησαν τις παραμορφώσεις αυτές.

    Η Τεκτονική βλέπει νεκρές μορφές και δομές ως έκφραση ζωντανών κινήσεων και τις ορατές κινήσεις ως έκφραση μη ορατών δυνάμεων (Cloos, 1936).

    Ξεκινώντας λοιπόν από την απλή παρατήρηση και τη λεπτομερή περιγραφή ενός φαινομένου (δηλαδή το αποτέλεσμα, π.χ. πτυχή, ρήγμα κλπ), καταλήγουμε στο μηχανισμό γένεσης (κινήσεις που έλαβαν χώρα) και τέλος στην αιτία (π.χ στη δύναμη), που δημιούργησε το φαινόμενο αυτό.

    Από τα σημάδια και τις ενδείξεις δηλαδή του παρόντος καταλήγουμε, στα γεγονότα και στις διεργασίες που έλαβαν χώρα κατά το παρελθόν (Αρχή του Ακτουαλισμού).

    Κατά πόσο ισχύει, εν τούτοις, η αρχή αυτή και αν ισχύει για πόσο χρόνο πριν ισχύει, παραμένουν ακόμη ερωτήματα ανοικτά. Είναι γεγονός αναμφισβήτητο πάντως, ότι τίποτε δεν δημιουργείται χωρίς αιτία (Αρχή της αιτιότητας).

    Η τεκτονική μελέτη απαιτεί έτσι, όχι μόνο μια γεωμετρική περιγραφή και τοποθέτηση τεκτονικών γεγονότων στο χώρο, αλλά και την εξακρίβωση του χρόνου και του τρόπου εξέλιξης των γεγονότων αυτών.

    Τρία συνεπώς, κυρίως σημεία, θα πρέπει να ληφθούν σοβαρά υπόψη, κατά την εκπόνηση μιας τεκτονικής μελέτης τόσο σε μικρό-όσο και σε μεγακλίμακα.
α) Η στατική ανάλυση των τεκτονικών δομών, δηλαδή η καθαρά γεωμετρική περιγραφή τους.
β) Η κινητική ανάλυση των τεκτονικών δομών, δηλαδή η μελέτη του τρόπου και χρόνου δράσης και εξέλιξης των τεκτονικών κινήσεων.
γ) Η δυναμική ανάλυση των τεκτονικών δομών, δηλαδή η μελέτη των δυνάμεων που έδρασαν για τη δημιουργία των δομών αυτών, μέσα στον γεωλογικό χρόνο.

    Η Τεκτονική μαζί με τη Στρωματογραφία, τη μελέτη δηλαδή της ταξινόμησης και του προσδιορισμού της ηλικίας των ιζηματογενών πετρωμάτων, αποτελεί τη βάση της Γενικής Γεωλογίας, τη μελέτη δηλαδή της ιστορικής εξέλιξης της γης. Τέλος η Γενική Γεωλογία με τη σειρά της, αποτελεί τη βάση για την Εφαρμοσμένη Γεωλογία, η οποία ως γνωστόν, παίζει σημαντικό ρόλο στην κατασκευή των τεχνικών έργων (τούνελ, φράγματα κλπ.) και στη μελέτη και ανεύρεση κοιτασμάτων, πετρελαίου και νερού.

Α.2. Διαίρεση Τεκτονικής

    Ανάλογα με την κλίμακα παρατήρησης και τις διαστάσεις των τεκτονικών δομών που μελετώνται, θα μπορούσαμε να διακρίνουμε τέσσερις (4) μεγάλες υποδιαιρέσεις της Τεκτονικής.

α) Γεωτεκτονική
β) Μακροτεκτονική
γ) Μικροτεκτονική
δ) Λεπτοτεκτονική

    Οπωσδήποτε τα όρια μεταξύ αυτών των υποδιαιρέσεων, καθώς και οι ονομασίες τους, δεν είναι εντελώς καθορισμένα και ποικίλουν, κατά κάποιον τρόπο, από βιβλιογραφία σε βιβλιογραφία. Η υποδιαίρεση που δίδεται εδώ, βασίσθηκε κυρίως στην ταξινόμηση που αναφέρεται από τον Breddin (1967).

1.     Ως Γεωτεκτονική χαρακτηρίζεται το πεδίο της Τεκτονικής που ασχολείται με τη σπουδή των μεγάλων διαστάσεων τεκτονικών δομών σε παγκόσμια κλίμακα, καθώς και την αιτία που τις προκαλούν, ή αλλιώς τη σύνδεσή τους με τα φαινόμενα και γεγονότα που συμβαίνουν στο εσωτερικό της γης. Αυτά περιγράφονται, γενικά, στις γεωτεκτονικές θεωρίες που ασχολούνται με τη δημιουργία και εξέλιξη των μεγαδομών του φλοιού της γης.

       Σήμερα είναι γενικά παραδεκτές δύο κυρίως κατευθύνσεις έρευνας που ακολουθεί η γεωτεκτονική ανάλυση, με την προϋπόθεση όμως, ότι η μια συμπληρώνει την άλλη.

       Η πρώτη είναι η κλασσική μέθοδος της λεπτομερούς ανάλυσης των γεωλογικών παρατηρήσεων, που γίνονται σε συγκεκριμένα μικρών, σχετικά, διαστάσεων, ηπειρωτικά τμήματα. Για την εξαγωγή συμπερασμάτων σύμφωνα με τη μέθοδο αυτή, θα προχωρήσουμε, συνήθως, από νεότερα σε σχετικά παλαιότερα γεγονότα.

       Μεγάλης σημασίας αξιώματα και βασικές έννοιες της θεωρίας των λιθοσφαιρικών πλακών, που αποτελεί το πιο μοντέρνο μοντέλο ερμηνείας των τεκτονικών γεγονότων στη γη, ανακαλύφθηκαν και θεμελιώθηκαν κατά μεγάλο μέρος σύμφωνα με τη μέθοδο αυτή.

       Η δεύτερη που θεωρείται ως η πιο νεότερη, στηρίζει τα πορίσματά της, στην ποσοτική ανάλυση, με μετρήσεις των συμμετρικών μαγνητικών ανωμαλιών και με γεωλογικές παρατηρήσεις σε περιοχές των ωκεανών.

       Περιγράφει και μελετάει τις τεκτονικές μεταβολές στο φλοιό της γης αντίθετα με την πρώτη μέθοδο, προχωρώντας από την πρωταρχική κατάσταση των ηπείρων (παλαιά γεγονότα) προς το παρόν (νέα γεγονότα).

       Οι γνώσεις συνεπώς της Γεωφυσικής, της Γεωχημείας και της Γεωμηχανικής θα πρέπει να αποτελούν καθοριστικό παράγοντα στην εξαγωγή συμπερασμάτων από τη Γεωτεκτονική. Πολλές φορές μάλιστα αντικείμενα μελέτης των παραπάνω πεδίων έρευνας θα μπορούσαν να θεωρηθούν ότι ανήκουν τόσο στη μια, όσο και στην άλλη επιστήμη. Η Σεισμολογία π.χ. θεωρείται ως ένα θέμα κατ' εξοχήν της Γεωφυσικής, θα μπορούσε όμως να συμπεριληφθεί ως Σεισμοτεκτονική, σ' ένα επί μέρους κεφάλαιο της Γεωτεκτονικής.

2.     Ως Μακροτεκτονική χαρακτηρίζεται το μέρος της Τεκτονικής που μελετάει τις σχετικά μεγάλης κλίμακας τεκτονικές δομές, μεγέθους της τάξεως km έως και μερικών μέτρων. Οι τεκτονικές δομές που μελετά η Μακροτεκτονική σχεδιάζονται κατά κύριο λόγο στους γεωλογικούς χάρτες απεικονίζοντας έτσι, σε μεγακλίμακα τη γεωλογική-τεκτονική δομή μιας περιοχής.

       Η έρευνα για την ανακάλυψη κοιτασμάτων πετρελαίου είναι στενά συνδεμένη με τη μελέτη των τεκτονικών μεγαδομών, αντικείμενο έρευνας δηλαδή της Μακροτεκτονικής.

       Για την εξαγωγή συμπερασμάτων η Μακροτεκτονική βασίζεται σε πρώτη φάση στην παρατήρηση που γίνεται σε φυσικές τομές στο ύπαιθρο (π.χ. χαράδρες, ράχες κλπ). Σε πυκνοκατοικημένες περιοχές ή σε περιοχές με πυκνή βλάστηση και καλυμμένες κατά ένα μεγάλο μέρος από έδαφος, η Μακροτεκτονική χρησιμοποιεί για την εξαγωγή των συμπερασμάτων της τεχνητές τομές, π.χ. διανοίξεις δρόμων, σιδηροδρομικών γραμμών, λατομεία, μεταλλεία κ.ά. Γενικά σε περιοχές, όπου δεν έχουμε καλή ορατότητα γεωλογικών εμφανίσεων θα πρέπει από διασκορπισμένες και μεμονωμένες φυσικές ή τεχνητές τομές να αντλούμε στοιχεία για την τεκτονική δομή των περιοχών αυτών.

       Θα πρέπει τέλος να αναφερθεί, ότι ιδίως τον τελευταίο καιρό, οι γεωτρήσεις μεγάλου βάθους μέχρι 6 km που γίνονται για την ανεύρεση κυρίως κοιτασμάτων πετρελαίου, παρέχουν στις έρευνες της Μακροτεκτονικής, σημαντικά στοιχεία για την επίλυση των προβλημάτων της. Η μεγάλη τους αξία οφείλεται προφανώς στο γεγονός ότι αναφέρονται σ' ένα τόσο μεγάλο βάθος, με αποτέλεσμα να έχουμε μια άμεση αντίληψη των δομών σ' αυτό το σημείο. Κάτι που με οποιοδήποτε άλλο τρόπο μόνο εμμέσως θα μπορούσε να εξαχθεί.

3.     Οι έννοιες της Μικρο- και Λεπτοτεκτονικής αναφέρονται από πολλούς ερευνητές ως ένα και το αυτό πράγμα, με τον όρο Μικροτεκτονική (π.χ. Engels, 1959).

       Μελετούν δομές της τάξεως μεγέθους μερικών m μέχρι και μικρότερου από mm. Ως εκ τούτου συνεισφέρουν, σε κάποια μικρότερη κλίμακα από τη Μακροτεκτονική, στην κατασκευή της γεωλογικής δομής μιας περιοχής. Είναι γεγονός αναμφισβήτητο εν τούτοις, ότι τα συμπεράσματά τους, δίνουν απάντηση συνήθως σε πολλά από τα προβλήματα τόσο της Μακρο- όσο και της Γεωτεκτονικής. Αυτό αποτελεί συνέπεια της πρότασης ότι οι κανόνες που διέπουν τις τεκτονικές δομές μικρών διαστάσεων, ισχύουν και για τεκτονικές δομές μεγαλύτερων διαστάσεων, γιατί η συμμετρία της παραμόρφωσης σε παρόμοιους σχηματισμούς είναι ανεξάρτητη μεγέθους όταν είναι αποτέλεσμα της ίδιας παραμορφωτικής φάσης.

       Το πεδίο έρευνας της Λεπτοτεκτονικής, θα μπορούσε ίσως να περιοριστεί στις παρατηρήσεις με το μικροσκόπιο και αναφέρεται κυρίως στη μελέτη δομής των μεταμορφωμένων πετρωμάτων (τεκτονίτες με τη στενότερη έννοια).

       Οι μέθοδοι εργασίας της Μικρό- και Λεπτοτεκτονικής διαφέρουν κατά το μεγαλύτερο μέρος τους, από αυτές της Μακροτεκτονικής, ενώ μοιάζουν πολύ μεταξύ τους. Γι' αυτό κατά τη γνώμη μου φαίνεται πράγματι κάπως δύσκολη μια σαφής διάκριση μεταξύ των δυο αυτών περιοχών της Τεκτονικής.

       Οι μέθοδοι αυτές βασίζονται κυρίως στη μελέτη της τεκτονικής υφής τεκτονιτών, σε περιοχές μεγέθους λεπτών τομών και δειγμάτων πετρωμάτων, καθώς και περιορισμένης έκτασης φυσικών και τεχνιτών τομών.

       Ταυτόσημος, σχεδόν, με τον όρο της Μικροτεκτονικής, κάπως όμως περισσότερο εξειδικευμένος κλάδος της Τεκτονικής, θα πρέπει να θεωρηθεί ο όρος της Πετροτεκτονικής. Αυτή μελετάει τη μορφή, το μέγεθος, τον προσανατολισμό και τις σχέσεις μεταξύ των ορυκτών που συνιστούν το πέτρωμα. Ερευνά επίσης τις σχέσεις παραμόρφωσης και κρυστάλλωσης στους πετρογραφικούς σχηματισμούς, κυρίως στη μικροκλίμακα (π.χ. προ-, συν-, ή μετακρυσταλλική τεκτονική φάση κ.ο.κ.). Χρησιμοποιεί, δηλαδή, πετρολογικές δομές, που απεικονίζουν συχνά και με μεγάλη σχετικά ακρίβεια τις τεκτονικές παραμορφώσεις στο πέτρωμα.

       Για την εξαγωγή συμπερασμάτων και την ανάπτυξη της έρευνας, η Μικρό- και η Πετροτεκτονική χρησιμοποιεί κυρίως τις μεθόδους της ανάλυσης της υφής (Gefügekunde ή Petrofabric, βλ. κεφ. μέθοδοι εργασίας της Τεκτονικής).

       Για την έρευνα και εκμετάλλευση πετρελαιοφόρων κοιτασμάτων, καθώς και του υδατικού δυναμικού μιας περιοχής η Μικροτεκτονική μελέτη θα μπορούσε να χαρακτηρισθεί ως περιττή. Για την εξόρυξη όμως μεταλλευμάτων, συχνά αποκτά την ίδια μεγάλη σημασία με τη Μακροτεκτονική έρευνα. Για τη βραχομηχανική, ιδιαίτερα στην κατασκευή δρόμων, υπόγειων συρράγγων και φραγμάτων, η Μικροτεκτονική μελέτη αποκτά αντίθετα, τεράστιο ενδιαφέρον, πολύ περισσότερο από τη Μακροτεκτονική. Αυτό γίνεται γιατί ως γνωστόν, οι ιδιότητες της αντοχής και σταθερότητας, καθώς και η ικανότητα συγκρατήσεως ή όχι του νερού των «βράχων» εξαρτώνται κατά ένα μεγάλο βαθμό από τη μικροδομή τους.

Α.3. Μέθοδοι εργασίας της Τεκτονικής

    Τον τελευταίο καιρό διαμορφώθηκαν τέσσερις κυρίως ειδικές μέθοδοι εργασίας της Τεκτονικής. Για να ολοκληρώσουμε λοιπόν μια τεκτονική μελέτη, θα πρέπει να προχωρήσουμε εφαρμόζοντας τις μεθόδους αυτές. (Αναφερόμαστε κυρίως στη Μικρό- και Μακροτεκτονική. Σχετικά με τις μεθόδους της Γεωτεκτονικής αναφερθήκαμε ήδη, στο προηγούμενο κεφάλαιο).

    Οι μέθοδοι αυτές είναι:

α) Ανάλυση υφής
β) Μηχανική Τεκτονική
γ) Ποσοτική-Γεωμετρική Τεκτονική
δ) Συγκριτική Τεκτονική

    Οπωσδήποτε τα όρια μεταξύ αυτών των τεσσάρων μεθόδων, είναι κάπως ασαφή. Πολλές φορές αλληλοκαλύπτονται, με αποτέλεσμα στοιχεία της μιας μεθόδου να περιέχονται στην άλλη.

    Για την καλλίτερη συνεπώς εκπόνηση μιας τεκτονικής μελέτης, απαιτείται ο κατάλληλος συνδυασμός των αποτελεσμάτων των παραπάνω μεθόδων εργασίας.

1.     Η μέθοδος της ανάλυσης της υφής, βασίζεται κατ' εξοχήν, στις εργασίες των Schmidt (1925/32) και Sander (1948/50). Και οι δυο ερευνητές θεμελίωσαν τις αρχές της μεθόδου, στηριζόμενοι πρωταρχικά σε παρατηρήσεις, που έκαναν σε κρυσταλλοσχιστώδη πετρώματα των Άλπεων.

       Προτού αναφερθούμε, εν τούτοις, στον ορισμό και στο πεδίο έρευνας της μεθόδου της «ανάλυσης της υφής» θα πρέπει να μείνουμε στο μέρος αυτό, στην ανάλυση των όρων τεκτονική δομή (Struktur) και υφή (Gefüge). Οι όροι αυτοί χρησιμοποιούνται ευρύτατα στην τεκτονική έκφραση και αποτελούν επίσης βασικές έννοιες για την κατανόηση της μεθόδου της «ανάλυσης της υφής». Για τους λόγους αυτούς, θεωρήθηκε σκόπιμο η επί μέρους ερμηνεία τους.

       Με τον όρο τεκτονική δομή (οπωσδήποτε η έκφραση της δομής συνδέεται και με άλλα φαινόμενα, όπως ιζηματογένεση, μαγματογένεση κλπ., στην προκειμένη περίπτωση, εξετάζουμε μόνο την τεκτονική δομή), χαρακτηρίζεται κάθε μορφή ή εικόνα παραμόρφωσης, σ' ένα γεωλογικό σχηματισμό, που προέκυψε από την επίδραση τεκτονικών δυνάμεων ή γεγονότων (π.χ. η πτυχή).

       Μια δομή δυνατόν να λαμβάνει πολύ μικρές ή πολύ μεγάλες διαστάσεις. Στις μεγαλύτερες και εκτενέστερες π.χ. δομές του φλοιού της γης, ανήκουν οι μεσοωκεάνιες ράχεις που διασχίζουν τους ωκεανούς και τα ορογενή ή οι ορογενετικές οροσειρές που αναπτύσσονται στις ηπείρους (βλ. κεφ. Γ).

       Πολλές φορές η έννοια της δομής επικαλύπτεται με τον όρο της υφής. Εν τούτοις με τον όρο υφή, περιλαμβάνεται το σύνολο των τεκτονικών στοιχείων ή δομών ενός γεωλογικού σώματος. Αυτά εμφανίζονται ως δια-κλάσεις, ρήγματα, σχιστότητα, πτυχές κ.ά.

       Μια υφή θεωρείται ομογενής, ή σχηματίζει μια ομογενή περιοχή, αναφορικά ως προς μια ή περισσότερες τεκτονικές δομές, όταν είναι δυνατόν επί μέρους τμήματα της περιοχής αυτής, να ανταλλαχθούν τυχαία, χωρίς να αλλάξει η εικόνα της όλης υφής (Σχ. Α.1).

       Είναι φανερό ότι μια υφή μπορεί να είναι ομογενής ως προς μια ομάδα τεκτονικών δομών, ενώ ως προς άλλη να είναι ανομοιογενής, ή και τμήματα ενός πεδίου υφής να είναι ομοιογενή, ενώ όλο το πεδίο υφής να σχηματίζει ανομοιογενή περιοχή, ως προς ορισμένες τεκτονικές δομές (Σχ. Α.1).

       Η ομοιογένεια (Homogenität) ή η ανομοιογένεια (Inhomogenität) μιας υφής, εξαρτάται συνεπώς και από τις διαστάσεις της κλίμακας παρατήρησης. Π.χ. το πεδίο παρατήρησης με το πολωτικό μικροσκόπιο, μπορεί να μας δείχνει ομοιογενή υφή, ως προς μια γράμμωση, ενώ στη μακροσκοπική παρατήρηση να εκδηλώνεται στην πραγματικότητα μια ανομοιογενή υφή ως προς τη γράμμωση αυτή.

       Ως αντικείμενο έρευνας της μεθόδου της ανάλυσης της υφής θεωρείται η μελέτη και η ανάλυση όλων των διευθύνσεων των τεκτονικών επιφανειών και γραμμώσεων που δυνατόν να αναγνωρισθούν σ' ένα πέτρωμα.

   Σχ. Α.1: α) Ομογενής υφή αναφορικά ως προς το είδος και το μέγεθος των κόκκων των ορυκτών, β) Ανομοιογενής υφή αναφορικά ως προς το είδος και το μέγεθος των κόκκων των ορυκτών, γ) Διευθύνσεις β-αξόνων πτυχών μιας περιοχής. Η περιοχή παρουσιάζει ομογενή υφή αναφορικά ως προς τη διεύθυνση των τριών β- αξόνων. Αν λάβουμε υπόψη και τον τέταρτο β-άξονα, Β-Ν διεύθυνση, τότε έχει ανομοιογενή υφή. Οι σχεδιασθέντες κύκλοι δείχνουν τα τμήματα που ανταλλάσσονται για το χαρακτηρισμό των υφών (CTH 5, 1965).

    

       Αναλυτικότερα, προσπαθεί, από τις μορφές παραμόρφωσης και τις συνθήκες συμμετρίας τους, να καταλήξει σε συμπεράσματα σχετικά με τη συμμετρία και τις διευθύνσεις των τεκτονικών κινήσεων και γεγονότων που δημιούργησαν τις τεκτονικές αυτές παραμορφώσεις.

       Ένα κατ' εξοχήν βοηθητικό μέσο της μεθόδου της ανάλυσης της υφής, για την αξιολόγηση των παραπάνω αντικειμένων έρευνας, είναι η στατιστική επεξεργασία των τεκτονικών στοιχείων (στατιστική τεκτονική). Αυτή γίνεται κυρίως δια της στερεογραφικής προβολής των τιμών των διευθύνσεων των τεκτονικών δομών στο δίκτυο Schmidt.

       Οι Adler et al. (1968) μάλιστα, για την καλλίτερη αξιολόγηση του μεγάλου αριθμού μετρήσεων των διευθύνσεων των τεκτονικών δομών, που πρέπει να γίνεται κατά την ανάλυση της υφής, ανέπτυξαν ηλεκτρονική μέθοδο στατιστικής επεξεργασίας των τεκτονικών δεδομένων. Έκτοτε, νεότερα και περισσότερο σύγχρονα προγράμματα με τη χρήση ηλεκτρονικών υπολογιστών έχουν κυκλοφορήσει για την επίλυση και επεξεργασία των επί μέρους γεωλογικών προβλημάτων αντικαθιστώντας στην ουσία παλιές παραδοσιακές μεθόδους εργασίας.

       Η μέθοδος της ανάλυσης της υφής είναι κατ' εξοχήν χρήσιμη στη Μικροτεκτονική. Σε περιπτώσεις που εφαρμόζεται στο πεδίο της Μακροτε-κτονικής θα πρέπει να είμαστε περισσότερο προσεκτικοί στην εξαγωγή συμπερασμάτων. Στην περίπτωση αυτή θα πρέπει να γίνεται στατιστική επεξεργασία και συγκρίσεις των τεκτονικών στοιχείων που μελετήθηκαν στις επί μέρους μικροπεριοχές και κατόπιν να επεκτείνονται οι παρατηρήσεις, εφόσον είναι δυνατόν, στη μεγακλίμακα. Αυτό γίνεται, γιατί τα στοιχεία συμμετρίας (a, b, c άξονες κλπ) μιας τεκτονικής δομής ισχύουν βασικά μόνο για εκείνη την περιοχή στην οποία προσδιορίσθηκαν. Ο a-άξονας π.χ. μιας μικροπτυχής δεν μπορεί να θεωρηθεί ως άξονας που δείχνει τη διεύθυνση κινήσεως στη μεγακλίμακα, χωρίς επιπρόσθετο έλεγχο και συγκρίσεις με άλλους άξονες, που προσδιορίσθηκαν σε διαφορετικές κλίμακες (Σχ. Α2). Η διεύθυνση κινήσεως στη μεγακλίμακα (a-άξονας) συνήθως προκύπτει από το άθροισμα των συνιστωσών των αξόνων που υπολογίσθηκαν στις επί μέρους μικροπεριοχές. Θεωρώντας φυσικά, ότι οι γεωλογικοί σχηματισμοί είναι ανισότροπα σώματα και λαμβάνοντας υπόψη ότι οι τεκτονικές μεγακινήσεις προκύπτουν, συχνά, από το άθροισμα επί μέρους μικροκινήσεων (Σχ. Α2). Δεν αποκλείεται, εν τούτοις, η ταύτιση των στοιχείων τόσο της Μικρό- όσο και της Μακροτεκτονικής, σε περιπτώσεις ιδίως που έχουμε να κάνουμε με ομότροπα κατά κάποιο τρόπο γεωλογικά σώματα.

   Σχ. Α.2: Η διεύθυνση κινήσεως (ατ) στη μεγακλίμακα προκύπτει από το άθροισμα των συνιστωσών των α-αξόνων στις επί μέρους μικροπεριοχές. Η συνιστώσα του b-άξονα ταυτίζεται με τον β-άξονα της πτυχής και παραμένει σ' όλες τις περιοχές σταθερή, αντίθετα με τις a- και c- συνιστώσες που μεταβάλλονται ανάλογα σε κάθε περιοχή (CTH 5, 1965).

    

       Η μέθοδος της ανάλυσης της υφής, βρίσκει μεγάλη εφαρμογή στη βραχομηχανική, αλλά και στην εξόρυξη κοιτασμάτων. Π.χ για την εξόρυξη του άνθρακα, αποτελεί μεγίστης σημασίας η γνώση της διάταξης στον χώρο, των διακλάσεων και ρωγμώσεων του κοιτάσματος.

2.     Η Μηχανική Τεκτονική ή Φυσική Τεκτονική προσπαθεί, εφαρμόζοντας τους κανόνες της μηχανικής φυσικής να ερμηνεύσει τα διάφορα τεκτονικά γεγονότα. Προφανώς λοιπόν ακολουθεί διαφορετικό τρόπο σκέψης απ' αυτόν της ανάλυσης της υφής.

       Μια από τις σπουδαιότερες μεθόδους της Μηχανικής Τεκτονικής αποτελεί το πείραμα στο εργαστήριο. Οι Schmidt (1925, 1932) και Cloos (1936, 1963) ήταν από τους πρώτους που ανέπτυξαν τις μεθόδους αυτού του τρόπου εργασίας της Τεκτονικής.

       Σημαντικό μειονέκτημα εν τούτοις, της Μηχανικής Τεκτονικής είναι το γεγονός, ότι ξεκινάει με πειράματα πάνω σε ομογενή υλικά, που αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος των φυσικών σωμάτων, για να ερμηνεύσει τις παραμορφώσεις στα ανομοιογενή γεωλογικά σώματα.

       Επίσης είναι προφανές ότι είναι αδύνατον να αναπαραχθούν, απόλυτα στο εργαστήριο, οι συνθήκες που επικρατούν στο βάθος της γης κατά τη διάρκεια παραμόρφωσης των γεωλογικών σωμάτων. Ο παράγων χρόνος εξ άλλου που παίζει μεγάλο ρόλο κατά την εξέλιξη των γεωλογικών φαινομένων, καθώς και οι διαστάσεις των τεκτονικών δομών, δεν μπορούν όπως είναι φυσικό, να αποδοθούν σωστά και να ληφθούν σοβαρά υπόψη κατά το πείραμα.

       Η Μηχανική Τεκτονική εν τούτοις ερμήνευσε πολλές φορές με σωστό τρόπο ορισμένα προβλήματα της Τεκτονικής και πέτυχε να επαληθεύσει και να μελετήσει στο πείραμα τη δημιουργία και εξέλιξη μεγάλου αριθμού τεκτονικών δομών (Σχ. Α.3).

   Σχ. Α.3: Αναπαράσταση σε πειραματικό μοντέλο (α) του ρήγματος του Αγίου Ανδρέα (β), με βάση τις συνθήκες γενέσεως του. Παρατηρείται πράγματι μια σημαντική ομοιότητα μεταξύ της πειραματικής και της πραγματικής δομής. (Από Brinkmann 11, 1972).

    

       Παρόλα τα μειονεκτήματα που παρουσιάζει λοιπόν η μεθοδολογία αυτή, αποτελεί σημαντική προσφορά στον αγώνα της Τεκτονικής για την ερμηνεία των γεωλογικών φαινομένων.

3.     Η Ποσοτική Τεκτονική εξετάζει κυρίως το μέγεθος (τις διαστάσεις) της παραμόρφωσης που προκαλείται στους γεωλογικούς σχηματισμούς από την τεκτονική καταπόνηση που δέχθηκαν. Επίσης εξετάζει τη γεωμετρία και το είδος των τεκτονικών δομών που δημιουργούνται. Οι Cloos (1953) και Breddin (1956, 1968) ήταν από τους κυριότερους ερευνητές που θεμελίωσαν τις μεθόδους της Ποσοτικής Τεκτονικής.

       Η Ποσοτική Τεκτονική αποτελεί μεγάλης σημασίας μεθοδολογία σε όλες τις περιοχές της Τεκτονικής, από τις μικρότερων μέχρι τις μεγαλύτερων διαστάσεων.

   Σχ. Α.4: Παραμορφώσεις απολιθωμάτων που επιτρέπουν τον υπολογισμό του μεγέθους (ποσοτικά) της παραμόρφωσης των γεωλογικών σχηματισμών (Breddin, 1967)

    

       Η Γεωμετρία, τόσο η Επιπεδομετρία, όσο και η Στερεομετρία, αλλά και τα Μαθηματικά, αποτελούν τη βάση της Ποσοτικής Τεκτονικής.

       Αντίθετα αποφεύγονται, όσο το δυνατόν, εκφράσεις και αρχές της Μηχανικής, όπως π.χ. οι όροι πίεση και συμπίεση, αντικαθίστανται από τον όρο σμίκρυνση, ενώ ο εφελκυσμός από τον όρο επιμήκυνση.

       Το ποσοστό της σμίκρυνσης και της επιμήκυνσης, ενός γεωλογικού σώματος, στο οριζόντιο (Dh) και κατακόρυφο επίπεδο (Dv), είναι οι δυο βασικοί παράμετροι που υπολογίζονται από την Ποσοτική Τεκτονική, για την εξακρίβωση του μεγέθους της παραμόρφωσης του. (Breddin, 1968).

       Για το σκοπό αυτόν χρησιμοποιήθηκε στην αρχή ο υπολογισμός της μεταβολής των διαστάσεων, απολιθωμάτων, κροκάλων ή και ολόκληρων συσσωματωμάτων, σε παραμορφωμένους γεωλογικούς σχηματισμούς (Σχ. Α.4). Αργότερα με βάση πλέον τις ίδιες τεκτονικές δομές (πτυχές, σχιστότητα, ρήγματα κ.ά.), έγινε δυνατός ο υπολογισμός της κλίμακας της παραμόρφωσης των γεωλογικών σχηματισμών (Σχ. Α.5).

   Σχ. Α.5: Η γεωμετρία της πτυχής επιτρέπει τον υπολογισμό του μεγέθους της παραμόρφωσης των γεωλογικών σχηματισμών. Da = μέγεθος σμίκρυνσης κατά τη Διεύθυνση κάθετα στο αξονικό επίπεδο. DC= μέγεθος επιμήκυνσης κατά τη διεύθυνση του αξονικού επιπέδου (Breddin, 1968).

    

4.     Τέλος η Συγκριτική Τεκτονική (χρονοτεκτονική κατ' άλλους), που θεμελιώθηκε από το Stille (1924I, αποτελεί τη σύνδεση της Τεκτονικής με τη Στρωματογραφία.

       Οι μέθοδοι της Συγκριτικής Τεκτονικής χρησιμοποιούνται πλέον για τη σχετική ή και απόλυτη χρονολόγηση των διαφόρων τεκτονικών δομών και γεγονότων. Κυρίως βασίζονται στη σύγκριση των τεκτονικών δομών μεταξύ τους και στον προσδιορισμό της απόλυτης ή σχετικής ηλικίας των γεωλογικών σχηματισμών, που γίνεται, είτε με τις μεθόδους της Στρωματογραφίας και Γεωλογίας (απολιθώματα), είτε με τις μεθόδους των ραδιο-χρονολογήσεων.

Α.4. Ιστορική ανασκόπηση της Τεκτονικής

    Ο Niels Stensen γνωστός ως Nikolaus Steno (1636-1687), θεωρείται ως ο πατέρας της Τεκτονικής. Είναι ο πρώτος, ο οποίος διατύπωσε τη θεμελιώδη αρχή της Στρωματογραφίας, ότι, δηλαδή, σε μια αδιατάρακτη σειρά στρωμάτων, τα νεότερα στρώματα βρίσκονται πάνω από τα παλιότερα.

    Ο J. Hutton (1726-1797) αναγνώρισε ότι μια πτυχωμένη ή κεκλιμένη σειρά στρωμάτων πρωταρχικά θα έπρεπε να βρίσκονταν σε οριζόντια θέση.

    Ο Η.Β. de Saussure (1740-1790), στον οποίο χρωστάμε τον χαρακτηρισμό της επιστήμης που ασχολείται με τη μελέτη της ιστορίας της εξέλιξης της γης ως «Γεωλογία» απέδωσε επίσης την κεκλιμένη τοποθέτηση στρωμάτων σε τεκτονικά γεγονότα.

    Ο ίδιος περιέγραψε ασυμφωνίες από επίκλυση, ως ενδείξεις χρονολογήσεως τεκτονικών συμβάντων.

    Ο P.S. Pallas (1741-1811) αναγνώρισε πρώτος τη ζωνώδη δομή των ευρωασιατικών οροσειρών, η κεντρική ζώνη των οποίων αποτελείται από κρυσταλλοσχιστώδη πετρώματα, ενώ η εξωτερική ζώνη κυρίως από ιζηματογενή πετρώματα. Αυτά προς τα έξω γίνονται νεότερα και περισσότερο κλαστικά. Από την ανεύρεση θαλάσσιων απολιθωμάτων σε μεγάλο υψόμετρο, κατέληξε στο συμπέρασμα, ότι τα πετρώματα αυτά οφείλουν τη σημερινή τοποθέτησή τους σε σημαντικές ανοδικές κινήσεις του φλοιού της γης. Παρόμοιες σκέψεις ανέπτυξε και ο L. Von Buch (1774-1852) για την περιοχή των Άλπεων.

    Τις έννοιες παράταξη και κλίση των πετρωμάτων, που χρησιμοποιούνται ακόμα και σήμερα ευρύτατα στην τεκτονική ανάλυση τις χρωστάμε στον A.G. Werner (1750-1817).

    Οι G.F.A. von Hoff (1771-1837). G. Cuviers (1769-1832). J.D. Dana (1813-1895), A. Penk (1858-1945), W. Penk (1888-1923), Ε. Suess (1831-1914), L. Kober, H. Stille (1876-1967), H. Cloos (1885-1951), B. Sander (1884-1969) και W. Schmidt (1883-1970) μπορούν να αναφερθούν από τους κυριότερους ερευνητές που θεμελίωσαν με τη σειρά τους βασικές αρχές της Τεκτονικής.