1、一、 褶皺和褶皺要素 二、 褶皺的幾何形態(tài)描述 三、 褶皺的類型及組合型式 四、 褶皺的形成機制 五、 褶皺構造的觀察和研究,第七章 褶 皺,褶皺的形成經(jīng)歷了一個漫長、復雜的變形過程, 它們的形成與多種內在的和外在的因素有關; 褶皺的形成方式與受力狀態(tài)、變形環(huán)境、以及巖層的巖石力學性質有著密切的關系。在不同的條件和環(huán)境下, 形成的褶皺的類型、形態(tài)、樣式是不同的。根據(jù)褶皺的形成條件、褶皺類型及形態(tài)，可將褶皺的形成機制分為：縱彎褶皺作用、橫彎褶皺作用、剪切褶皺作用、柔流褶皺作用。,（一）縱彎褶皺作用 1.縱彎褶皺作用的概念: 原始水平狀態(tài)的巖層, 在受到側向的順層擠壓力的作用后發(fā)生褶皺彎曲叫做縱彎

2、褶皺作用。,2. 單層巖層的縱彎褶皺作用: 在結構均一的單層板狀材料面畫上幾排小圓,側向擠壓使板狀材料褶皺彎曲, 其面的小圓有以下情況:,(1) 彎曲層外凸的一側受到平行于彎曲面的引張而拉伸。 (2) 彎曲層內凹的一側受到擠壓而壓縮。 (3) 二者之間的一排小圓表現(xiàn)為既無拉伸又無壓縮, 為一中和面。,(4) 中和面以上的張應力呈水平方向分布。 (5) 中和面以下的壓應力也呈水平方向分布。 在韌性條件下，巖層外凸側因拉伸而變薄, 內凹側因擠壓壓縮而變厚。,3.單層巖層縱彎褶皺中形成的小構造: 在單一巖層受側向擠壓形成縱彎褶皺時,在巖層的不同部位可形成一系列有規(guī)律分布的小構造。 如果巖層韌性較高,

3、在外凸側可形成平行層理的劈理，內凹側則可形成正扇形劈理。 如果是較脆性的巖層, 在外凸側常形成垂直層理的張裂; 而在內凹側可形成平行層理的張裂隙; 若內凹側微層理發(fā)育, 還可形成一系列小型褶皺。 當巖石的韌性稍大而形成剪裂時，則彎曲的外側形成正斷層式的共軛剪裂，進一步發(fā)展可形成背斜頂部的地塹；內測則可形成逆斷層式的共軛剪裂。,4.多層巖層的縱彎褶皺作用彎滑作用 沉積巖層是由許多單一巖層疊置組合而成的, 當一套層狀巖層受到側向擠壓而發(fā)生縱彎褶皺時, 層面在形成褶皺的過程中起著重要的作用, 并以彎滑作用方式、彎流作用方式形成縱彎褶皺。 彎滑作用指一系列巖層在側向擠壓作用中通過層間滑動而發(fā)生彎曲成為

4、褶皺的作用。 彎滑作用具有以下特點:,平行褶皺,(1) 在發(fā)生縱彎褶皺的一套巖層中, 各單層有各自的中和面, 而整個褶皺沒有中和面。各相鄰褶皺面保持平行關系, 各單層的真厚度在褶皺的各部位基本一致。因而縱彎引起的彎滑作用往往形成平行褶皺, 也即IB型褶皺。,(2) 縱彎褶皺作用引起的層間滑動是有規(guī)律的, 背斜中各相鄰的上層向背斜轉折端滑動, 而各相鄰的下層則向相反方向即向相鄰的向斜的轉折端滑動。由于層間的這種差異剪切滑動作用,在強硬巖層的翼部可產(chǎn)生旋轉剪節(jié)理和同心節(jié)理。,(3) 由于層間滑動產(chǎn)生的上下巖層之間的摩擦, 可在層面上形成層面擦痕,這些線狀擦痕的延伸方向與褶皺的樞紐延伸方向垂直。,樞

5、紐,(4) 由于兩翼巖層的層間相對滑動, 往往在褶皺的轉折端形成空隙空間,造成虛脫現(xiàn)象,這些虛脫空間若后來被成礦物質充填, 則可以形成鞍狀的礦床或礦體。,(5) 在兩個強硬巖層之間夾有層理發(fā)育的韌性巖層的條件下, 巖層發(fā)生縱彎褶皺作用時, 則會在層間滑動的剪切力偶的作用下, 在韌性的薄巖層中會產(chǎn)生層間小褶皺。位于主褶皺翼部的這些層間小褶皺為不對稱褶皺, 層間小褶皺的軸面與它們上、下相鄰的強硬巖層面所夾銳角的方向, 指示其相鄰巖層的相對滑動方向。,5.多層巖層的縱彎褶皺作用彎流作用 彎流作用是指縱彎褶皺作用使巖層發(fā)生彎曲變形時, 巖層間不僅發(fā)生層間滑動, 而且某些巖層的內部還出現(xiàn)物質流動現(xiàn)象；上

6、下巖層面對褶皺層內物質的流動起著控制作用。 縱彎褶皺的彎流作用的主要變形特征如下:,(1) 層內物質的流動方向, 是從翼部流向轉折端, 并導致在褶皺轉折端部位巖層厚度有不同程度的增加, 而褶皺翼部的巖層厚度則相對減薄, 從而形成II類的相似褶皺或III類的頂厚褶皺。,相似褶皺,(2) 當軟巖層與硬巖層互層, 受到順層擠壓時, 硬巖層難以發(fā)生流動, 仍形成IB型平行褶皺;而軟巖層容易發(fā)生流動并去充填由于層間滑動形成的虛脫空間, 從而形成與硬巖層褶皺形態(tài)不同的頂厚褶皺。,(3) 當硬巖層中夾有一大層層理發(fā)育并相對容易流動的韌性巖層時, 物質的流動并不順其微層理發(fā)生層間差異流動, 而是在主褶皺的翼部

7、和轉折端形成從屬褶皺, 這些從屬褶皺顯示了層內物質向轉折端流動的特征。,(4) 在側向擠壓力作用下, 軟巖層發(fā)生強烈層內流動, 可產(chǎn)生線理、劈理(兼有變質作用)等小構造; 如果軟巖層中夾有脆性的薄層, 還可形成構造透鏡體。,（二） 橫彎褶皺作用 1. 概念: 巖層受到與層面垂直的外力作用而發(fā)生彎曲形成的褶皺叫做橫彎褶皺作用。這類褶皺主要是由于地殼的差異升降運動、巖漿及巖鹽底辟作用以及同沉積作用所造成的, 與縱彎褶皺作用所形成的褶皺相比, 橫彎褶皺作用所形成的褶皺是次要的。,2. 橫彎褶皺作用的特點: (1) 橫彎褶皺的巖層整體處于拉伸狀態(tài), 一般不存在中和面, 其應力軌跡線圖與縱彎褶皺的應力軌

8、跡線圖逥然不同。 (2) 橫彎褶皺作用往往形成IA型的頂薄褶皺, 尤其是巖漿侵入或高韌性的巖體上拱造成的穹隆構造更是如此; 在這種情況下, 褶皺頂部巖層不僅拉伸而變薄,而且還可能造成放射狀斷層或同心圓狀環(huán)形斷層; 這些斷層若后來被成礦熱液充填, 就會形成放射狀或同心圓狀礦體。,(3) 橫彎褶皺作用引起的彎流作用是使巖層物質從褶皺彎曲的頂部向翼部流動, 從而形成頂部巖層薄, 翼部巖層相對較厚的頂薄褶皺。這與縱彎褶皺層間物質從翼部流向轉折端的流動方向是剛好相反的。 (4) 在橫彎褶皺作用形成的背斜中, 韌性巖層在翼部由于重力作用或層間差異流動, 在翼部可形成一些層間褶皺, 這些層間褶皺的軸面與主褶

9、皺的銳夾角方向指向兩翼巖層的傾斜方向, 表明巖層上層面相對于相鄰下層面向背離背斜轉折端的方向位移, 這與縱彎褶皺中背斜內層間褶皺指示主褶皺的各相鄰上層向背斜轉折端滑動的滑動方向剛好相反。,（三）剪切褶皺作用 1.剪切褶皺作用的概念: 巖層沿著一系列與巖層不平行的密集劈理面(破裂面)發(fā)生差異滑動而形成褶皺的作用叫做剪切褶皺作用。剪切褶皺作用又稱滑褶皺作用。在這種褶皺作用中原始的巖層面已經(jīng)不起控制作用, 而只是作為滑動結果的標志或參照系。 2. 剪切褶皺作用的主要特點如下:,(1) 在橫剖面上平行軸面(也就是劈理面或滑動面)方向所量得的褶皺不同部位的層的“厚度”基本是相等的,所以,剪切褶皺的典型型

10、式是相似褶皺。,巖層面,滑動面,(2) 剪切褶皺作用所形成的褶皺并非巖層面真正發(fā)生了彎曲變形, 而是層面沿密集的平行劈理或片理面發(fā)生差異滑動而顯現(xiàn)出彎曲的外貌。,滑動面,巖層面,（3）在變質巖中劈理和片理特別發(fā)育, 因此, 剪切褶皺作用多發(fā)生在變質巖區(qū) 。剪切褶皺作用往往使層理或前期的劈理、片理錯動成鋸齒狀或其它形態(tài)的褶皺。有一些剪切褶皺是強烈變形條件下,在先期褶皺的基礎上再發(fā)生的。,（四） 柔流褶皺作用 柔流褶皺作用是指高韌性巖石(如巖鹽、石膏、或煤層等)或者是巖石處于高溫高壓環(huán)境下變成高韌性體, 受到外力的作用, 發(fā)生類似粘稠的流體那樣的流動變形,從而形成形態(tài)復雜多變的褶皺。 例如, 鹽丘

11、構造的底辟核的膏鹽層就是一種形態(tài)復雜的柔流褶皺。,在變質巖或混合巖化的巖體中有些長英質脈巖受力作用而形成的腸狀褶皺就是一種柔流褶皺。這在太古代和其它深變質巖中是較為普遍的一種構造現(xiàn)象,這類腸狀褶皺或者是早期侵位的巖脈在圍巖發(fā)生變形和變質過程中發(fā)生流變而形成; 或者是在強烈變形時期, 貫入到褶皺巖層中的脈巖, 后來又與圍巖一起變形而成。,腸狀褶皺,柔流褶皺作用與前面所講述的受層理控制的縱彎褶皺作用中的彎流褶皺作用常有互相過渡的現(xiàn)象, 例如有些煤層遭受強烈的彎流褶皺作用時, 相對較韌性的煤層會發(fā)生柔流并突破巖層的限制,在局部地段形成腸狀褶皺, 造成煤層在一處變厚, 在另一處變薄甚至尖滅的現(xiàn)象。,（

12、五） 膝褶作用 這類褶皺主要發(fā)生在巖性較均一的脆性薄巖層或面理化巖石中, 脆性薄巖層在一定圍巖的限制下, 受到與層理或面理平行或稍微斜交的壓應力作用, 使巖層發(fā)生層間滑動, 但又受到某種限制, 常常使滑動面發(fā)生急劇轉折, 即相當于軸面的膝褶面折轉而成尖棱褶皺。,膝褶中的滑動褶皺作用常集中發(fā)生在不對稱膝褶的短翼部分, 形成剪切帶,稱為膝褶帶; 膝褶帶兩側的界面為膝褶面。兩個相鄰膝褶帶可以互相平行, 也可呈共軛相交, 形成箱狀褶皺或稱為共軛褶皺。一系列兩翼等長的對稱式尖棱褶皺常組成“人”字型, 或手風琴式褶皺。,（六）褶皺形成中的壓扁作用 巖層在側向順層擠壓力的作用下, 會引起平行主壓應力方向的縮

13、短和垂直于主壓應力方向的伸長, 即壓扁作用。巖層在形成褶皺的整個發(fā)育過程中都有壓扁作用, 壓扁作用對褶皺的形態(tài)及其內部的應變分布都有顯著的影響。,(1)在壓扁作用下,褶皺巖層內各點應變狀態(tài)也隨之發(fā)生有規(guī)律的變化, 例如, 隨著縱彎褶皺作用增強, 壓扁作用也隨之增強, 褶皺層內各點應變橢球體的長軸X逐漸旋轉到與褶皺軸面平行的方向上,壓扁作用越強烈,應變橢球越扁,整個褶皺就越緊閉。,(2)在褶皺形成過程中, 因壓扁作用而使褶皺巖層的厚度也相應發(fā)生變化,表現(xiàn)為翼部巖層變薄,轉折端巖層變厚, 從而使整個褶皺由平行褶皺向相似褶皺發(fā)展。 (3)壓扁作用也使諸如巖石中的鮞粒、礫石以及具對稱要素的化石(如三葉

14、蟲、腕足類、筆石、羊齒等,或礦物晶體如黃鐵礦、石榴子石等發(fā)生變形;對它們變形后的形狀與變形前的原始形狀進行對比, 可以推斷壓扁作用的程度。,(4)在壓扁作用下,位于褶皺翼部的脆性薄巖層往往在垂直壓縮方向的拉伸下形成石香腸、構造透鏡體;如若是韌性巖層褶皺并經(jīng)受強烈壓扁作用,則會形成與褶皺軸面平行的密集的軸面劈理,當壓扁作用不均勻時,則會沿劈理面發(fā)生差異滑動,形成以層面為標志面的剪切褶皺。,(5)當褶皺是由脆性和韌性巖層相間組成時,在經(jīng)受強烈持續(xù)的壓扁作用之后,韌性巖層就會產(chǎn)生劈理,強硬巖層則會因強烈壓扁形成“無根鉤狀褶皺”, 這種變形現(xiàn)象在強烈褶皺的變質巖區(qū)較為普遍。,(6)在厚層韌性巖層(如泥

15、巖)夾薄層強硬巖層(如石英砂巖)組成的巖系受到側向順層擠壓尚未發(fā)生褶皺時, 巖系先整體平行主壓應力方向壓縮, 垂直主壓應力方向伸長使厚度略增; 在持續(xù)擠壓下, 韌性厚巖層繼續(xù)壓縮,而其間的薄層強巖層則形成一系列小褶皺以適應壓縮; 隨著整個巖系在縱彎褶皺作用下形成大型主褶皺, 這時強硬薄巖層中的小褶皺整體地也隨主褶皺而彎曲, 這些小褶皺在樞紐部位仍保持對稱式(M型), 在兩翼則變?yōu)椴粚ΨQ褶皺(左翼為Z型, 右翼為S型) 。這一理論較為圓滿地解釋了層間小褶皺不僅發(fā)育于大褶皺翼部, 也發(fā)育在大褶皺的樞紐部位這一現(xiàn)象。,（七） 影響褶皺形成的主要因素 褶皺的形態(tài)、規(guī)模和分布特點不僅與褶皺作用力的方式和

16、方向有密切關系, 而且要受許多其它的因素的影響, 例如層理的發(fā)育情況、巖層的厚度、巖石的力學性質、巖層的埋藏深度以及基底構造等。,1.層理在褶皺形成中的作用: 巖石中的層理或成層構造使巖石具不均一性(各向異性),當層狀巖石受到力的作用時,可以通過層間滑動或層內物質的塑性流動而彎曲褶皺。而各向同性、結構均一、無層理構造的巖體(例如巖漿巖體)在受力變形時, 巖體被壓縮, 有時在與主壓應力垂直的方向上形成由劈理或片理構成的擠壓帶, 或者是形成一些其它方向的斷裂構造,就是不會產(chǎn)生褶皺。因此, 層理或成層構造是巖石產(chǎn)生褶皺的一個必要條件。,2.巖層厚度對褶皺形成的影響: 巖層的厚薄對褶皺的狀態(tài)和大小也有

17、顯著的影響,當巖性相同或相似而厚度不同的巖層施加同樣的水平擠壓力時, 則厚巖層往往形成曲率小、波長大的平緩開闊褶皺;而薄巖層則形成曲率大、波長小的緊閉褶皺。,3.巖層組合及其力學性質對褶皺形成的影響: 巖石的力學性質直接影響褶皺的形態(tài)和類型, 當巖石力學性質不同的強硬巖層和軟弱巖層相間疊置并一起受力發(fā)生褶皺時, 其中強硬巖層的巖層厚度不變,以彎滑褶皺作用方式形成平行褶皺, 。而軟弱巖層則在轉折端顯著加厚,形成相似褶皺?；蛘呤菑娪矌r層形成平緩開闊褶皺, 軟弱巖層則形成緊閉褶皺。此外, 強硬巖層在轉折端形成扇狀楔形張節(jié)理, 而軟弱巖層在轉折端則形成反扇形流劈理。,一般來說, 強硬巖層在褶皺中表現(xiàn)為

18、相對剛性層,軟弱巖層則顯示為相對韌性層。野外觀察和室內實驗表明,一套強硬、軟弱巖層成互層的巖系發(fā)生褶皺,強硬巖層常常以彎滑褶皺作用為主形成平行褶皺, 并對整個褶皺的形態(tài)起控制作用,而軟弱巖層則被迫遷就強硬巖層形成的空間而變形,形成頂厚褶皺。,巖層的“強硬”和“軟弱”是相對的,巖層的強弱除與巖層的成分、結構、構造有關外, 還要受變形時的溫度、圍壓、溶液、應變速率等因素的制約。在一個地區(qū)表現(xiàn)為強硬的巖層, 在另一個地區(qū)可能表現(xiàn)為軟弱巖層。石灰?guī)r與頁巖或泥灰?guī)r一起褶皺時,石灰?guī)r是強硬巖層,但石灰?guī)r與白云巖或硅質灰?guī)r互層時,石灰?guī)r則表現(xiàn)為軟弱巖層。同一種巖石,厚層的往往表現(xiàn)為強硬巖層,薄層的則表現(xiàn)為軟

19、弱巖層。,Biot等人通過模擬實驗和野外實際,提出了側向擠壓力下縱彎褶皺作用發(fā)育機制中主導層的厚度及其有關巖石力學性質控制著彎曲作用早期的褶皺波長主波長理論。 該理論認為,巖石在小應力長期的作用下,可以看作是具有不同粘度的粘性固體,發(fā)生均勻縮短和失穩(wěn)而形成褶皺。粘性較高的巖層(強硬巖層)在褶皺作用中起主導作用。,當粘度較高的巖層夾于粘度較低(軟弱巖層)的介質層中,受到側向擠壓而發(fā)生褶皺時,其初始主波長(Wd)的公式為: Wd=2pd（h1/6h2）1/3 其中d為主導層的厚度, h1為主導層的粘度, h2為介質層的粘度, h1 h2。 由公式可知,褶皺主波長與褶皺主導層厚度d成正比,與主導層和

20、介質層二者的粘度比(h1/6h2)的立方根成正比。當巖層性質差異相同時,不同厚度的巖層形成不同波長的褶皺。厚度小的層形成的褶皺波長小,褶皺數(shù)目多,每個褶皺較緊閉;厚度大的層形成的褶皺波長長而開闊。厚度相差很大的多層巖石組成的褶皺,不同厚度的巖層形成的褶皺波長不同。形態(tài)各異,在剖面上表現(xiàn)為明顯的不協(xié)調褶皺。,4.巖層埋藏深度對褶皺形成的影響: 地殼中不同深度的巖層,由于所處的不同深度的溫度圍壓條件不同而具有不同的巖石力學性質。當這些處于不同深度的巖層發(fā)生褶皺時,其褶皺機制和所形成的褶皺的形態(tài)也各不相同。 一般來說,在地表常溫常壓條件下的巖層表現(xiàn)為脆性,其變形以斷裂為主。在地表以下,隨著溫度、圍壓

21、的增大,巖石的韌性隨之增高。在地殼淺部,巖層表現(xiàn)為彈性且顯示層狀構造的各向異性,巖層褶皺以彎滑褶皺作用為主,多形成平行褶皺(IB型);越往地殼深處,巖石的韌性越高,其性狀接近理想的粘彈性體,巖石的不均一性減小甚至消失,褶皺作用也逐漸以彎流褶皺作用和剪切褶皺作用為主,進而變?yōu)槿崃黢薨欁饔脼橹鳌?5.應變速率對褶皺形成的影響: 巖石變形時的應變速率對巖石的力學性質有較大的影響,即使在溫度和圍壓都較高的情況下,如果作用力很大,應變速率很大,巖石并不表現(xiàn)為粘性,而表現(xiàn)為彈性,這時即使處于地下一定深度,巖層也呈彈性彎曲或斷裂。相反地,在應變速率較慢的緩慢變形中,即使是在近地表的低溫低壓條件下,巖石可表現(xiàn)

22、為像粘度值為10161021Pa.s的粘性材料(1016Pa.s相當于巖鹽的粘度量級),這時即使壓應力很小,但只要應力作用持續(xù)時間很長,巖層也會發(fā)生蠕變而形成褶皺,甚至使韌性低的巖層發(fā)生強烈褶皺。,6.基底構造對蓋層褶皺的影響: 基底構造或埋深很大的深層構造,尤其是基底斷裂構造,對其上蓋層或淺層褶皺的形成、淺層褶皺的形態(tài)和組合分布具有較大的影響。例如: (1)有些雁行狀褶皺就是由于基底中的平移斷層的水平剪切作用而形成的。,(2)基底的隆起會引起其上的蓋層形成大型的穹隆構造; (3)深層基底的斷裂上沖作用會造成蓋層的巖層形成褶皺軸面與深層斷裂傾向一致的不對稱褶皺(稱為斷褶作用),褶皺的陡翼通常反

23、映了深層斷裂的部位。,、,一、褶皺和褶皺要素 二、褶皺的幾何形態(tài)描述 三、褶皺的類型及組合型式 四、褶皺的形成機制 五、褶皺構造的觀察和研究,第七章 褶 皺,褶皺構造研究的基本任務是,通過野外觀察和填圖,并結合各種地質勘探(如物探、鉆探、山地工程等)手段和應用航空照片、衛(wèi)星照片的圖象解譯等所取得的地質資料的綜合研究,查明褶皺的形態(tài)、產(chǎn)狀和組合分布特點,探討褶皺形成機制和形成時代,為研究區(qū)的區(qū)域地質構造特征、褶皺與礦產(chǎn)、水文、工程地質等關系提供基礎研究資料。,（一） 褶皺形態(tài)的研究 1.了解研究區(qū)區(qū)域的總的構造輪廓: (1)收集和閱讀研究區(qū)小比例尺的地質圖。 (2)收集和解譯研究區(qū)的航空照片和衛(wèi)

24、星照片。 (3)在研究區(qū)選擇露頭良好的地帶進行橫穿區(qū)域構造線的路線地質構造觀察: 了解研究區(qū)地層的時代、巖性組合、層序。 了解研究區(qū)地層的產(chǎn)狀特征,巖層的總體走向及其變化規(guī)律。 了解和確定地層中褶皺的發(fā)育部位、發(fā)育程度、褶皺的要素及其產(chǎn)狀。,了解研究區(qū)區(qū)域的總的構造輪廓:,小比例尺地質圖,了解研究區(qū)區(qū)域的總的構造輪廓:,航空照片拍攝到的褶皺構造,了解研究區(qū)區(qū)域的總的構造輪廓:,航空照片拍攝到的穹隆褶皺構造,了解研究區(qū)區(qū)域的總的構造輪廓:,衛(wèi)星照片拍攝到的褶皺構造,2.查明研究區(qū)地層層序和追索標志層: 查明地層層序是研究褶皺構造的最基礎的工作。 (1) 首先要認識和識別層理, 并注意區(qū)分層理與其

25、它次生的面狀構造。 (2) 進行地層研究,根據(jù)巖石沉積特征、巖層組合特征、和古生物化石情況來查明地層的時代及其形成先后順序(層序) 。 (3) 要注意利用沉積巖的原生層面構造(如斜層理、波痕、泥裂、沖刷構造、粒序層等)和巖層中的次生小構造(如層間小褶皺、層間劈理等)來判斷沉積巖層的頂面和底面, 以此來查明巖層的產(chǎn)狀和巖層層序是正常還是倒轉 ,并根據(jù)地層重復對稱分布的關系,確定背斜和向斜的存在和發(fā)育部位。,3.追索標志層: 所謂標志層是指厚度不大、層位穩(wěn)定、分布廣泛,在巖石成分和結構構造或所含化石方面具有明顯的特征的巖層。 在一些地區(qū),因褶皺規(guī)模較大,構造比較復雜,層理和層序尚未弄清等原因,褶皺

26、構造的認識和確定是困難的。此時,若巖層中有符合上述條件的標志層,則可追索和填繪標志層的方法,沿著標志層的走向追索其分布并系統(tǒng)測量其巖層產(chǎn)狀,便可填繪出褶皺的形態(tài),確定褶皺的類型和位置。,4.觀測褶皺的幾何形態(tài): (1)對確定的規(guī)模較小的褶皺構造,要觀察其剖面形態(tài),了解核部和翼部的位置,系統(tǒng)測量兩翼巖層的產(chǎn)狀,并測量褶皺軸面和樞紐的產(chǎn)狀。而對于規(guī)模較大的褶皺或出露不完整的褶皺,則需系統(tǒng)測量褶皺巖層的產(chǎn)狀,利用赤 平投影圖解的 方法來確定褶 皺的軸面和樞 紐的產(chǎn)狀。,(2)根據(jù)同一剖面上不同層位及不同高度的巖層傾角的變化,結合同一巖層厚度在褶皺不同部位的變化,分析褶皺各層的幾何關系,判斷其是平行褶

27、皺、相似褶皺還是頂薄褶皺。 (3) 注意研究褶皺轉折端的產(chǎn)狀情況,除了平臥褶皺之外,其余類型的褶皺無論其兩翼巖層層序是正常還是倒轉,而在轉折端處的巖層產(chǎn)狀一般是正常的,根據(jù)此規(guī)律,可以幫助確定巖層的正常層序問題。,(4)觀察褶皺的出露形態(tài)和平面圖象:褶皺的出露形態(tài)會受地表地形切割的影響,同一褶皺在地表不同方向切面上的形態(tài)是不相同的,褶皺在地表的出露形態(tài)只是褶皺在某個方向的地面出露效應,是褶皺不完整,甚至被歪曲了的形態(tài)。因此,需通過對褶皺在不同位置、不同方向的出露形象進行綜合分析,并結合赤平投影解析來揭示褶皺的真實形態(tài)和產(chǎn)狀。,(5)繪制褶皺剖面圖及褶皺橫截面圖: 要想全面完整地了解褶皺三度空間

28、地幾何形態(tài),除了在平面地質圖上標繪褶皺地形態(tài)之外,還需從剖面的角度去觀察了解褶皺構造。 橫剖面圖是垂直于地面的一種剖面圖,又稱鉛直剖面圖,可以通過在野外實際測量然后編繪而出,也可在地質圖上通過作圖切剖面而成。,褶皺的橫剖面,（二） 研究褶皺形態(tài)的縱深變化 由于巖石類型的不同以及相應的巖石力學性質的差異,加上隨著地殼深度的增加帶來的溫度和圍壓的升高, 造成巖層在不同深度的變形條件不同,變形機制也不同。從而也造成了褶皺形態(tài)在不同深度上的變化。,(1) 從褶皺在地表的形態(tài)特征去推斷它向地下延伸的變化。 例如.地表若為頂薄褶皺,可以推斷其兩翼巖層產(chǎn)狀向深部可能變厚變陡; 若地表是一平行褶皺, 則可推測

29、褶皺曲率向深部將逐漸變大或變小,整個褶皺不可能延伸很深; 若地表所見是相似褶皺,且整套巖性也較一致,則可推測褶皺形態(tài)延伸到一定深度還保持不變。當褶皺巖系中有軟弱巖層時,則在軟弱巖層上、下的褶皺形態(tài)可能變化很大,形成不協(xié)調褶皺。,(2) 從橫切褶皺的峽谷、深溝和陡崖上,觀察褶皺從上部到下部的形態(tài)變化和變化趨勢,或是在不同的高程對同一褶皺作詳細觀察和繪制橫剖面圖,并對不同高程的褶皺形態(tài)作分析比較以查明其縱深變化規(guī)律。,(3) 利用物探和鉆探方法取得的資料確定褶皺深部形態(tài)的特點和變化。例如圖中的四川臥龍河背斜,向下延伸至3000-5000米的二疊系時變成強烈緊閉的背斜,并發(fā)育大量斷層;延伸到5000m以下的志留系地層時,巖層傾角變緩,到7000m深處的寒武系地層,褶皺已趨向于消失。,（三） 研究褶皺內部的小構造: 巖層在褶皺變形過程中, 有時會伴生和派生一些次級小構造,如小褶皺、節(jié)理、小斷層、層間很大擦痕、層間破碎帶、劈理、線理等,它們都有規(guī)律地發(fā)育于主褶皺的一定部位,與主褶皺有一定的幾何關系,并從一個側面反映出主褶皺的某些特征。通過對褶皺內部小褶皺的觀測,分析它們所反映的巖石物質的運動特征和應力應變分布情況,并結合褶皺的形態(tài)產(chǎn)狀以及組成褶皺的巖層力學性質和巖層厚度變化等,有助于探討褶皺成因機制和變形過程。,主褶皺內部的小褶皺主要有兩類,一類是與主褶皺有成因