地理学家称珠穆朗玛峰的顶峰为“世界之巅”，因为这座位于亚洲中南部喜马拉雅山脉的山比地球上任何一座山都要高。珠穆朗玛峰海拔8.84km，几乎是现代喷气式飞机的巡航高度。

1953年，埃德蒙·希拉里爵士从纽约和尼泊尔导游丹增·诺尔盖(Tenzing Norgay)成为第一个登顶珠峰的人。山脉对非登山者也有吸引力，因为几乎每个人都喜欢雪峰的景色。陡峭的悬崖，清新的空气，草地，森林，溪流和冰川的山地景观提供了一个逃避世俗的避难所。

除了在热点上形成的大型火山外，山脉并不是孤立存在的，而是在被称为“山带”或“造山带”的隆起的陆地上。为了建造这样的地带，必须将数千立方千米的岩石在重力的作用下推向天空。

显然，山脉的存在是地球动态活动最明显的迹象之一！现在的全球地图显示了大约十几个主要的和许多较小的造山带。此外，许多现在是低地的地方在遥远的过去是山。

因此，造山运动，即山带形成的过程，在地球的历史上已经在许多地方发生了很多次。

世界主要山脉的位置

世界主要山脉的位置

造山运动不仅导致岩石隆起，而且导致岩石发生变形，这是一个岩石弯曲、断裂或流动的过程。由变形产生的地质构造特征，包括节理(自然裂缝)、断层(岩石滑过另一岩体的裂缝)和褶皱(岩层的弯曲)和叶理(在变形过程中发生变质作用形成的岩层)。

一个特定的造山事件可能会持续数千万年。然而，一旦土地开始上升到山脉地带，侵蚀就开始把它磨掉，产生沉积物，雕刻出壮观的锯齿状景观。侵蚀是切割悬崖、山谷和山峰的力量，没有它，一个山脉可能只是一个高地地区。

侵蚀和隆起的战斗，形成了造山带。当隆升停止时，侵蚀最终会将山脉削至接近海平面的高度。但是，即使在高峰消失后，低洼地带的断裂、扭曲和变质的岩石仍然存在。这些伤疤是这片曾经的高山地区永久的纪念碑。

为了直观地理解地质学家所说的变形，让我们对比一下没有受到造山影响的岩石和已经受到影响的岩石。未变形的例子来自北美内陆平原的一条路堑，变形的例子来自欧洲山脉地带阿尔卑斯的一个悬崖。

路堑暴露了被一些节理切割的接近水平的砂岩、页岩和石灰岩层。露头砂岩中的砂粒几乎是球形的(与它们被沉积时的形状相同)，页岩中的粘土薄片大致与层理平面平行。

当我们说这个露头未变形时，我们的意思是它不包含任何地质构造，除了一些节理。阿尔卑斯悬崖的岩石看起来很不一样。在这里，我们发现了石英岩、板岩和大理石(砂岩、页岩和石灰岩的变质等分物)被扭曲成褶皱，因此岩层不是水平的，而是波浪形的。

平坦的岩层沿公路在内陆平原分布，岩石被侵蚀后形成的一些节理清晰可见；变形使岩层发生褶皱和断裂作用

在变形过程中，岩石会经历一种或多种以下变化：1)位置变化或位移；2)改变方向或旋转；3)形状的变化。

岩体位置的变化称为位移；岩体倾斜时，发生旋转；当岩石改变形状时，就会发生变形

地质学家把岩体或地壳区域在变形过程中的变形量称为应变。根据整体形状变化的性质，可以区分不同类型的应变。具体地说，如果岩层变长，它就经历了拉伸或延伸，而如果岩层变短，它就经历了缩短。如果形状的变化涉及到岩石的一部分横向移动超过另一部分，它就经历了剪切应变。

变形示意图

把一个瓷盘掉在坚硬的地板上，它会摔成碎片。材料破裂或断裂，形成不再粘在一起的碎片的过程，即脆性变形。节理和断层的形成是岩石脆性变形的一个例子。在书和桌面之间挤一个软面团，或者弯曲一根口香糖。

物体在没有明显破裂的情况下改变形状的过程，即塑性变形。褶皱的形成是塑性变形的地质实例。每天都有变形的例子，比如打碎盘子或挤面团，它们发生的速度快得足以让你看到。相比之下，山脉的地质变形通常发生得非常缓慢(以每年不到几毫米到几厘米的速度)，你一辈子都看不见它。

在变形过程中，岩石内部究竟发生了什么？组成矿物颗粒的原子是通过化学键相互连接的。在脆性变形过程中，许多化学键断裂，导致裂缝的形成。在塑性变形过程中，一些化学键断裂，但新的化学键很快形成。通过这种方式，岩石内部的原子重新排列，岩石在不破裂的情况下逐渐改变形状。

是什么决定了岩石是脆性变形还是塑性变形？岩石的变形行为取决于以下几个因素：

加热使材料变软，所以较热的岩石倾向于塑性变形，而较冷的岩石倾向于脆性变形

在地球深处的巨大压力下，岩石比在地表附近的较低压力下更具塑性。压力能有效地防止岩石变形时分裂成碎片

形状的突然变化会导致脆性变形，而形状的缓慢变化会导致塑性变形。压力和温度都随着地底深度的增加而增加。在典型的大陆地壳中，岩石在深度0~10以下时通常表现为脆性变形，在15千米的深度以下为塑性变形。

地质学家在讨论变形的使用应力这个词而不是力，我们将应力定义为单位面积上的力。我们必须区分应力和力，因为施加一个力的实际结果不仅取决于所施加的力的大小，而且还取决于力作用的面积。

例如，你的体重施加在易拉罐顶部的力会压碎易拉罐，但同样的力施加在100个易拉罐顶部却不会。应力的概念如何应用于地质学？

在造山过程中，一个板块与另一个板块相互作用的力分布在两个板块之间的接触面上，因此在任何特定位置产生的变形实际上取决于该位置产生的应力类型，而不是整体的力。

应力和力的区别，应力是单位面积上的力

在不同的地质环境下，地壳中会产生不同类型的应力。挤压岩石产生压缩，拉岩石产生张力，将岩石的一部分相对于另一部分推向一边产生剪切。

我们熟悉的“压力”这个词实际上指的是一种特殊的应力状态，当作用于一个物体的所有方面的应力是相同的时候，就会发生这种情况。

在地质学中，应力指的是压缩、张力或剪切，而应变是对变形引起的形状变化的测量。压力可以使物体变小，但不会使它改变形状。有了关于应力和应变的知识，我们现在可以研究各种地质构造的性质和起源。

张力、剪切力、压力