1、第四章 褶皺構(gòu)造 第一節(jié) 褶皺和褶皺要素 褶皺的概念 巖層或巖體，在各種應(yīng)力長期作用下形成波狀彎曲，但仍然保持著它們的連續(xù)完整性，稱為褶皺構(gòu)造。 褶皺形象地反映了地殼巖石發(fā)生了塑性變形。 褶皺的基本類型 從單一褶皺面的彎曲來看，基本形態(tài)有兩種：背形和向形。,背形是指兩側(cè)褶皺面相背傾斜的上凸彎曲。 向形是指兩側(cè)褶皺面相對(duì)傾斜的下凹彎曲。 中性褶皺：褶皺面既不上凸也不下凹，而是 凸向旁側(cè)。,褶皺的兩種基本類型： 背斜：核部由老地層，翼部由新地層組成的巖層，凸向地層變新方向的彎曲的褶皺。 向斜：核部由新地層，翼部由老地層組成的巖層凸向地層變老的方向彎曲的褶皺。,如果褶皺構(gòu)造很復(fù)雜，地層發(fā)生了倒轉(zhuǎn)，造

2、成背形的核部是新地層，稱為背形向斜；向形的核部是老地層，稱為向形背斜。,褶皺要素 褶皺要素是褶皺的基本組成部分，主要有： 1、 核：褶皺中心部位的巖層。 2、 翼：泛指褶皺兩側(cè)比較平直的部分。 3、 拐點(diǎn)：相鄰的背形和向形共用翼的褶皺面常呈“S”形彎曲，褶皺面不同凸向的轉(zhuǎn)折點(diǎn)稱為拐點(diǎn)。 4、翼間角：是指正交剖面上兩翼間的夾角。 5、轉(zhuǎn)折端：褶皺面從一翼過渡到另一翼的彎曲部分。 6、樞紐：單一褶皺面上最大彎曲點(diǎn)的連線。 7、脊線和槽線：同一褶皺面上沿著背形最高點(diǎn)（脊點(diǎn)）的連線稱為脊線；沿向形最低點(diǎn)（槽點(diǎn)）的連線稱為槽線。 8、軸面：各相鄰褶皺面的樞紐連成的面。,第二節(jié) 褶皺的描述,的重要方式。

3、正交剖面是指與褶皺樞紐相垂直的剖面。褶皺在水平面、鉛直剖面和正交剖面上的空間關(guān)系如下圖所示?？梢娭挥姓黄拭娌拍鼙硎境鲴薨櫟恼鎸?shí)形態(tài)。,褶皺的剖面形態(tài)是表現(xiàn)褶皺形態(tài),轉(zhuǎn)折端的形態(tài) 根據(jù)轉(zhuǎn)折端的形態(tài)，可將褶皺分為以下幾類： 1、圓弧褶皺：轉(zhuǎn)折端呈圓弧形彎曲的褶皺。 2、尖棱褶皺：轉(zhuǎn)折端為尖頂狀，常由平直的兩翼相交而成。 3、箱狀褶皺：轉(zhuǎn)折端寬闊平直，兩翼產(chǎn)狀較陡，形如箱狀。如果箱狀褶皺由兩個(gè)共軛的軸面組成,則稱共軛褶皺. 4、撓曲：在平緩巖層中，一段巖層突然變陡而表現(xiàn)出的褶皺面的膝狀彎曲。,翼間角 根據(jù)翼間角的大小將褶皺分為以下幾類： 1、平緩褶皺： 120翼間角180 2、開闊褶皺： 70翼間

4、角120 3、中常褶皺： 30翼間角70 4、緊閉褶皺： 5翼間角30 5、等斜褶皺： 0翼間角5,樞紐 樞紐包括指向和傾伏角。 指向一般代表褶皺在空間延伸的方位。傾伏角可以從水平（0）到直立（90）。 樞紐的指向和傾伏角是描述褶皺位態(tài)的重要數(shù)據(jù)。,褶皺的位態(tài)分類 褶皺在空間的位態(tài)取決于軸面和樞紐產(chǎn)狀。以橫坐標(biāo)表示軸面的傾角，縱坐標(biāo)表示樞紐傾伏角，可將褶皺分為七種類型： 1、直立水平褶皺：軸面傾角9080，樞紐近水平（傾伏角010） 2、直立傾伏褶皺：軸面傾角9080，樞紐1070 3、傾豎褶皺：軸面傾角9080，樞紐7090 4、斜歪水平褶皺：軸面傾角8020，樞紐010,5、斜歪傾伏褶皺：

5、軸面傾角8020，樞紐1070 6、平臥褶皺：軸面、樞紐020 7、斜臥褶皺：樞紐和軸面兩者傾向及傾角基本一致，軸面傾角2080，樞紐在軸面上的傾伏角7090,褶皺的大小 褶皺的大小以褶皺的波長（）和波幅（A）來確定，在正交剖面上連接各褶皺面的拐點(diǎn)的線稱作褶皺的中間線。 褶皺波長是指一個(gè)周期波的長度，即等于兩個(gè)相間拐點(diǎn)之間的距離；波幅是指中間線與樞紐點(diǎn)之間的距離。,褶皺的對(duì)稱性,兩翼等長的褶皺稱為對(duì)稱褶皺，反之為不對(duì)稱褶皺。,褶皺的平面輪廓 褶皺的平面輪廓可以根據(jù)褶皺中的同一褶皺面在平面上出露的縱向長度和橫向?qū)挾戎扔枰员磉_(dá)，可將褶皺分為： 1、 等軸褶皺：長與寬之比近于1:1；等軸背斜又稱穹

6、窿構(gòu)造；等軸向斜又稱構(gòu)造盆地。 2、 短軸褶皺：長與寬之比約3:1的樞紐向兩端傾伏的褶皺。 3、 線狀褶皺：長度遠(yuǎn)大于寬度的各類狹長的褶皺（一般大于10:1）。,第三節(jié) 褶皺的形態(tài)分類 根據(jù)組成褶皺的各褶皺層的厚度變化分類,1、平行褶皺 典型平行褶皺的幾何特點(diǎn)是褶皺面作平行彎曲。同一褶皺層的厚度在褶皺各部分一致，所以也稱等厚褶皺；彎曲的各層具有同一曲率中心，所以又稱為同心褶皺。,2、相似褶皺 典型的相似褶皺的幾何特點(diǎn)是組成褶皺的各褶皺面作相似的彎曲各面的曲率相同，但沒有共同的曲率中心。各褶皺層的厚度發(fā)生有規(guī)律的變化，兩翼變薄，轉(zhuǎn)折端加厚；平行軸面的厚度在褶皺各部位保持一致。,根據(jù)組成褶皺的各褶

7、皺面之間的幾何關(guān)系分類,1、協(xié)調(diào)褶皺 褶皺中各褶皺面彎曲的形態(tài)一致或作有規(guī)律的變化，其間沒有明顯不協(xié)調(diào)的突變現(xiàn)象，如相似褶皺和平行褶皺。 2、不協(xié)調(diào)褶皺,最典型的不協(xié)調(diào)是底辟構(gòu)造，一般由變形復(fù)雜的高塑性層（如巖鹽、石膏、泥質(zhì)巖石或煤層等）為核心，刺穿變形較弱的上覆脆性巖層的一種構(gòu)造。一般由底辟核、核上構(gòu)造和核下構(gòu)造三個(gè)部分組成。 底辟核：由巖鹽、石膏、泥質(zhì)巖石及煤層等高塑性巖層組成，體積較大，外形奇特，內(nèi)部褶皺極其復(fù)雜。 核上構(gòu)造：指位于底辟核上覆和四周巖層的構(gòu)造。 核下構(gòu)造：指底辟核底盤巖層的構(gòu)造。,蘭姆賽（Ramsay）的褶皺形態(tài)分類,褶皺面的曲率變化可用等斜線表示。等斜線是褶皺正交剖面上

8、層的上下界面的相同傾斜點(diǎn)的連線。,Ramsay根據(jù)一個(gè)褶皺的等斜線型式把褶皺分成三種類型：1類褶皺的等斜線向內(nèi)弧收斂，內(nèi)弧的曲率大于外弧的曲率；2類褶皺的等斜線相互平行，內(nèi)弧和外弧的曲率相同，為典型的相似褶皺；3類褶皺的等斜線向外弧收斂，外弧曲率大于內(nèi)弧曲率。 Ramsay又根據(jù)厚度的變化將1類褶皺分為三型：1A型將褶皺的厚度在樞紐部分比翼部小，可稱頂薄褶皺；1B型褶皺是理想的平行褶皺，以褶皺層的厚度在各部分相等為特點(diǎn)；1C型褶皺是平行褶皺（1B型）和相似褶皺（2型）的過渡類型，樞紐處的厚度比翼部的略大。,第四節(jié) 褶皺的組合形式,阿爾卑斯式褶皺(Alpinotype folds) 又稱全形褶皺

9、。其特點(diǎn)是：一系列線狀褶皺成帶狀展布，所有褶皺的走向基本上與構(gòu)造帶的延伸方向一致；在整個(gè)帶內(nèi)的背斜和向斜呈連續(xù)波狀，同等發(fā)育，布滿全區(qū)；不同級(jí)別的褶皺往往組合成巨大的復(fù)背斜和復(fù)向斜。,侏羅山式褶皺（Jura-type folds） 又稱過渡型褶皺，代表構(gòu)造是隔擋式與隔槽式褶皺。 隔擋式褶皺又稱梳狀褶皺，由一系列平行褶皺組成，其特點(diǎn)是背斜緊閉，發(fā)育完整，兩個(gè)背斜之間的向斜開闊。 隔槽式褶皺特征是向斜緊閉且發(fā)育完整，向斜間的背斜開闊，呈箱狀。 這兩類褶皺尤其是隔擋式褶皺在歐洲侏羅山發(fā)育較好，通稱侏羅山式褶皺。,日爾曼式褶皺（German-type folds）,又稱斷續(xù)褶皺。發(fā)育于構(gòu)造變形十分輕微

10、的地臺(tái)蓋層中，以卵圓形穹窿、拉長的短軸背斜或長垣為主。褶皺翼部傾角極緩，甚至近于水平，但規(guī)?？梢院艽?，延長可以數(shù)十公里計(jì)。穹窿或長垣可以孤零零地產(chǎn)出于水平巖層之中，所以向斜和背斜不等同發(fā)育，而且空間展布常無一定方向性；有些穹窿或長垣可以成群展布，或呈有規(guī)律的定向排列，或呈雁列分布。,第五節(jié) 褶皺的形成機(jī)制 褶皺形成機(jī)制的類型 1、縱彎褶皺作用 （1）縱彎褶皺作用,縱彎褶皺作用是指巖層受到順層擠壓力的作用而形成的褶皺。,在縱彎褶皺作用中，巖層的彎曲是通過層間滑動(dòng)發(fā)生的，稱為彎滑褶皺作用；如果是通過順層流動(dòng)和順層剪切作用發(fā)生的，則稱為彎流褶皺作用。 一般來說，在脆硬性巖層中產(chǎn)生彎滑褶皺作用，在韌軟

11、性巖層中產(chǎn)生彎流褶皺作用。,彎滑褶皺作用的形成過程:,彎流褶皺作用的形成過程:,（2）縱彎褶皺層內(nèi)的應(yīng)變分布與小型構(gòu)造 單層巖石縱彎褶皺作用的形成過程 中和面褶皺作用 由于層的切向長度變化而成的單層彎曲，由于層的中部有一個(gè)無應(yīng)變面，所以也稱中和面褶皺作用。,順層剪切作用 順層剪切作用中，褶皺巖層的彎曲由順層的剪切來調(diào)節(jié)。 較弱巖層在形成等厚的平行褶皺中，常以透入性順層剪切的彎流作用為主；在多層的薄層強(qiáng)巖層間結(jié)合不牢或?qū)娱g夾有很薄的弱巖層時(shí)，應(yīng)變集中于層間的差異性順層剪切，而以彎滑作用為主。,壓扁作用的影響,2、橫彎褶皺作用 巖層受到與層面垂直的外力而彎曲的作用稱為橫彎褶皺作用。,橫彎褶皺作用的

12、形成過程: （1）成因機(jī)制,（2）橫彎褶皺的特點(diǎn),3、剪切褶皺作用 又稱滑褶皺作用，是巖層沿著一系列與層面交切的密集面發(fā)生不均勻的剪切而形成“褶皺”。它貌似褶皺，實(shí)際上巖層面不起任何控制作用，巖層沒有發(fā)生彎曲變形，僅僅是沿著剪切面滑動(dòng)而已。 4、柔流褶皺作用 韌性很大的巖層（如巖鹽、石膏、粘土、煤層），或處在高溫、高壓環(huán)境下而變?yōu)榫哂懈唔g性的巖層，在應(yīng)力作用下產(chǎn)生塑性流動(dòng)變形，稱為柔流褶皺作用。形成的褶皺稱為柔流褶皺，其形態(tài)極為復(fù)雜，無一定規(guī)律。,影響褶皺發(fā)育的因素 內(nèi)因：巖層的成層性、厚度、層間黏結(jié)程度、巖石的力學(xué)性質(zhì)等。,外因：巖層在形成褶皺構(gòu)造的過程中所經(jīng)歷的地質(zhì)環(huán)境，包括地殼運(yùn)動(dòng)的次數(shù)、應(yīng)力作用的方式、應(yīng)變速率、埋藏深度和基底構(gòu)造等。 1、巖層的層理對(duì)褶皺發(fā)育的影響 2、巖層的厚度、粘度比對(duì)褶皺發(fā)育的影響,3、多層巖層對(duì)褶皺發(fā)育的影響 （1）接觸應(yīng)變帶的概念,（2）強(qiáng)硬層間距離對(duì)褶皺形態(tài)的影響,4、巖層經(jīng)歷的地質(zhì)環(huán)境對(duì)褶皺發(fā)育的影響 （1）地殼運(yùn)動(dòng)次數(shù)的影響 （2）應(yīng)力作用方式的影響 （3）巖層應(yīng)