С этой же целью, для выяснения особенностей геологического развития региона или конкретной структуры, составляются палеоструктурные карты. Они показывают последовательное изменение рельефа какой-либо структурной поверхности в различные интервалы времени. Палеоструктурные карты составляются путем наращивания мощностей и построения серии карт мощностей к выбранным временным интервалам. Серия карт завершается, обычно, построением современной структурной карты по изучаемой поверхности. Чаще всего палеоструктурные карты составляются при изучении локальных структур с целью определения времени их заложения, изменения амплитуды во времени. Рост локальных структур хорошо иллюстрирует график роста структуры или график изменения амплитуды структуры. При составлении графика по оси абсцисс откладывают временные интервалы (во временном масштабе или без масштаба), а по оси ординат – амплитуду поднятия в то или иное время, определенную как разницу между величиной первой замкнутой изопахиты и мощностью в центральной (сводовой) части поднятия.
При ограниченности фактического материала, его неравномерном размещении по площади вместо палеоструктурных карт составляются палеотектонические профили. Методика их построения аналогична, только район исследования определяется выбранным направлением профиля.
Для получения представлений о скорости тектонического прогибания какого-либо района земной коры составляют карты равных скоростей погружения (карты изотах). Они строятся на основе карты мощностей, но с учетом денсиметрической (уплотнение осадков) и батиметрической поправок. Скорости прогибания характеризуют тектонический режим различных крупных структур литосферы (платформ, геосинклиналей или их составных структурных элементов).
Одной из разновидностей методов мощностей является объемный метод, предложенный А.Б. Роновым. Он предусматривает подсчет суммарных объемов отложений (по картам мощностей), определение относительных объемов различных типов отложений (карбонатных, терригенных и т.д.), определение размера и скорости поднятия по объему снесенного с него обломочного материала. Метод сложный и на практике широкого применения не получил.
Метод фаций является одним из основным методов, позволяющих реконструировать физико-географические условия прошедших эпох. С его помощью изучаются вертикальные движения. Фация (по Г.Ф. Крашенинникову) – комплекс отложений, отличающихся составом и физико-географическими условиями образования от соседних отложений того же стратиграфического горизонта. В некоторых случаях различают только литологические особенности пласта, в меньшей степени учитывая палеографию. Такие комплексы назывыают литофацией.
Выделяют три основные группы фаций: морские, континентальные и лагунные.
Морские фации подразделяют по характеру их обособления в профиле морского дна, по приуроченности к бассейнам с различной соленостью, по локализации в областях различного климата. По характеру обособления в профиле морского дна выделяют прибрежные (области распространения – литоральная зона), мелководные (области распространения – шельф), относительно глубоководные и глубоководные фации, распространяющиеся за пределами шельфа. По принадлежности к бассейнам с различной соленостью выделяют фации нормально морских, опресненных или осолоненных водоемов. По приуроченности к климатическим зонам выделяют фациальные комплексы аридных и гумидных областей.
Континентальные фации по связи с определенными формами рельефа и климатическими зонами подразделяют на четыре основных типа: фации равнин гумидного климата, фации равнин аридного климата, фации предгорных равнин и межгорных депрессий, фации областей материкового оледенения.
В группе лагунных фаций (фация краевой зоны морского бассейна), помимо собственно лагунных, выделяются фации дельт. Спецификой среды осадконакопления в лагунах является аномальная, по сравнению с нормально-морской, соленость, повышенная в областях аридного климата и пониженная в областях гумидного климата. Критерии выделения лагунных фаций аналогичны тем, которые используют при выделении фации опресненных и осолоненных морских водоемов. Отличие состоит в том, что лагунные фации локализованы на значительно меньшей площади и замещаются фациями другого типа на небольших расстояниях. Фации дельт всегда характеризуются признаками опреснения, терригенным составом отложений.
При фациальном анализе составляют фациальные карты и фациальные профили. На картах показывают территориальное распространение различных типов фаций, выделяют области отсутствия отложений, которые обычно являются источником сноса обломочного материала.
Анализ карт фаций дает возможность качественно охарактеризовать распределения областей тектонического поднятия и погружения того или иного времени, оконтурить тектонические поднятия и прогибы, выявить зоны крупных разломов и флексур.
На основе фациального анализа составляют палеогеографические карты, на которые наносят основные элементы рельефа земной поверхности прошлых эпох. На этих картах показывают области суши, моря, древние береговые линии, прибрежные зоны, области размыва, сноса обломочного материала, пути транспортировки обломков и т.д.
Метод формаций позволяет изучить характер проявления не только вертикальных, но, в какой-то мере, и горизонтальных движений, т.к. анализируется суммарный эффект тектонических движений, определяющий режим развития крупных территорий земной коры.
Под формациями понимается закономерное и естественное сочетание различных горных пород, образующихся на определенной стадии развития основных структурных зон земной коры. В отличие от фаций, которые характеризуют палеографию региона, формации отражают палеотектонические условия прошедших геологических эпох. В состав формаций входят обычно несколько фаций, поэтому формацию можно рассматривать как комплекс фаций. Основными факторами, определяющими облик формаций, являются тектонический режим, палеография и, в некоторых случаях, вулканизм.
Среди формаций различают литологические, петрографические, осадочные, вулканические, магматические, рудоносные и др. С точки зрения анализа тектонических движений наибольшее значение имеют литологические формации, которые состоят из трех основных групп: платформенные, геосинклинальные и передовых прогибов. Каждая формационная группа делиться на классы, отражающие определенную стадию развития территории. При использовании метода формации составляют формационные колонки, на основе которых строят формационные карты (карты распространения в пространстве формаций определенного типа) и формационные профили. Анализ указанных документов позволяет судить о палеотектоническом режиме развития изучаемого района, дифференцировать район на платформы, геосинклинали и орогенические области.
Метод перерывов. В геологической истории Земли существуют не только периоды прогибаний, ни и эпохи поднятий, которые характеризуются проявлением восходящих форм движений и региональным поднятием территории. При этом на огромных пространствах не происходит накопления осадков, а отложения, выходящие на дневную поверхность, размываются и сносятся в прилегающие бассейны седиментации.
Установление режима древних вертикальных движений в эпохи перерывов в осадконакоплении и размывов осуществляется путем составления палеогеологических карт. Предварительно, на основе сопоставления разрезов скважин выявляют региональные несогласия, прослеживающиеся в пределах всего района исследования по их поверхности, и составляют палеогеологические карты. В каждой конкретной точке наблюдения (скважина или обнажение) выясняют возраст пород, расположенных под несогласно залегающим комплексом. Точки с одновозрастными отложениями соединяют и получают палеогеологическую карту, которая читается так же, как и обычные геологические: поднятия фиксируются выходом под поверхность несогласия более древних пород, в пределах прогнутых участков развиты более молодые комплексы. Палеогеологические карты дают возможность оценить направленность и ориентировочную амплитуду вертикальных движений даже в эпохи отсутствия в данном районе процессов осадконакопления.
Новейшие вертикальные движения отражены в рельефе местности, поэтому их изучают в основном геоморфологическими и биогеографическими методами. Первые применяют более часто. Они основаны на взаимодействии новейших движений с экзогенными процессами, которое определенным образом отражается в современном рельефе местности. Различают несколько самостоятельных геоморфологических методов: орографический, батиметрический, морфометрический, методы изучения морских и речных террас, речной сети и речных долин, древних поверхностей выравнивания. Наиболее просты и доступны методы изучения речных систем и речных террас для равнин и метод изучения древних поверхностей выравнивания для горных районов.
Метод изучения речных террас связан с проявлением вертикальных движений континентов. Понижение базиса эрозии реки или повышение рельефа истоков являются следствием нисходящих и восходящих новейших вертикальных движений. В результате вырабатывается новый профиль равновесия реки. Прежнее русло и пойма образуют надпойменную террасу, возвышающуюся над новым, более низким речным руслом. Количество террас указывает на число повторившихся циклов речной эрозии. Превышение самой верхней надпойменной террасы над современным урезом воды дает амплитуду вертикальных движений за время развития исследуемой реки.