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破碎或變形：岩石在剪切應力下的神奇變化是什麼？
在地質學中，剪切應力是岩石在變形時的反應，通常由壓縮應力引起，並形成特定的結構特徵。剪切可以是均勻的或非均勻的，並且可能是純剪切或簡單剪切。對地質剪切的研究與結構地質學、岩石微觀結構或岩石紋理以及斷層力學的研究密切相關。岩石在脆性、脆-塑性與塑性的不同狀態下，隨著剪切應力的作用而產生變化，顯示出驚人的多樣性。在完全脆性的岩石中，壓縮應力的影響通常會導致破裂和簡單的斷層現象。
剪切帶是由應變更為明顯的岩石組成的平面或曲面帶，與周圍岩石相較，通常具有更高的變形程度。
剪切帶的形成具有重要的地質學意義，這些剪切帶可以是幾英寸寬，也可以達到幾公里寬。由於其結構控制，剪切帶常常在構造區塊邊緣形成重要的斷層面，進而致使岩塊之間的地質分離。大型的剪切帶經常被命名，這與斷層系統相同。當這些斷層的水平位移量可以計算為十幾到幾百公里時，這類斷層便被稱為“超大剪切帶”或megashare。超大剪切帶常常代表著古代構造板塊的邊界，提供了對於地球歷史的珍貴洞見。
剪切的機制取決於岩石的壓力與溫度，以及岩石所承受的剪切速率。岩石對這些條件的反應決定了其如何適應變形。當發生在較脆的流變條件下（如較冷或壓力較小）或在高應變速率下時，剪切帶傾向於透過脆性破裂來失效；這會導致礦物破裂並且生成帶有磨碎質感的角礫岩。在脆-塑性條件下，剪切帶則可以透過礦物內部及其晶格自身的多種機制來承受大量變形。
剪切帶的微觀結構在岩石變形過程中初步形成，包括平面狀的晶片與新礦物的生長。
在剪切的初始階段，首先出現的可穿透平面層紋是由岩石內部的晶粒重新排列所引起的。這種結構通常垂直於主要縮短方向，並且對縮短的方向具有診斷意義。在對稱縮短的情況下，物體會像圓球一樣受到重力壓縮而變平；而在不對稱斷層區域，變化類似於圓球的延展，通常會變成橢圓形。當岩石在側向運動中受到較大的變形時，應變橢圓會變得更長，形成類似於雪茄的形狀，此時剪切面開始演變為杆狀或拉伸狀結構，這類岩石被稱為L-岩脊。
在進行塑性剪切的過程中，會形成非常特徵性的微觀結構，例如S-平面、C-平面和C'平面。這些平面是由金屬或平板礦物的排列造成的，定義了應變橢圓的長軸。C-平面則是與剪切帶邊界平行，而兩者之間的角度始終為鈍角，顯示出剪切的方向。在強烈的型變岩石中，C'平面也經常出現，形成一些次生的剪切結構，這些微觀結構感知到的剪切方向與剪切帶一致。
當地殼板塊在非正交的碰撞或俯衝過程中交互作用時，就會形成壓擠與拉張的複雜情形，這是通過斷層、裂縫以及地質變形來表現的。例如，紐西蘭的阿爾卑斯斷層區便是該現象的典型例子。在這裡，太平洋板塊與印度-澳大利亞板塊的斜向俯衝運動轉變為斜向的走滑運動，形成了顯著的構造故事，並強調了地殼運動的複雜性。
那麼，當地質結構以自己的方式不斷變化時，我們如何理解這些變化對於地球和我們生活的環境的重要性呢？
