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1、2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 1 第四章褶皱 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 2 第三节褶皱的类型及褶皱的组合型式一 褶皱的产状类型 里卡德 Rickard 在总结前人研究褶皱产状分类的基础上 根据褶皱轴面倾角 枢纽倾伏角和侧伏角这三个变量 绘制了一个三角网图 对褶皱产状作三维的定量研究 三角网图的AB边与BC边等度数相连的线代表轴面等倾角线 AC边各度数与B点的连线为枢纽在轴面上的等侧伏角线 AC边与BC边等度数相连的曲线代表枢纽等倾伏角线 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 3 根据轴面产状和枢纽产状 褶皱可以分为七种类型 里卡德分类 1 直立水平褶皱 I
2、 轴面近于直立 80 90 枢纽近于水平 0 10 2 直立倾伏褶皱 II 轴面近于直立 80 90 枢纽倾伏角为10 80 3 倾竖褶皱 III 轴面和枢纽均近直立 轴面倾角和枢纽倾伏角均为80 90 4 斜歪水平褶皱 IV 轴面倾斜 10 80 枢纽近于水平 0 10 5 平卧褶皱 V 轴面和枢纽都近于水平 轴面倾角和枢纽倾伏角均为0 10 6 斜歪倾伏褶皱 VI 轴面倾斜 倾角10 80 枢纽也倾伏 倾伏角10 80 但二者倾向和倾角均不一致 7 斜卧褶皱 VII 轴面倾角和枢纽倾伏角均为10 80 而且二者倾斜基本一致倾斜角度也大致相等 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 4
3、Rickard褶皱位态分类简表 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 5 直立水平褶皱 直立倾伏褶皱 倾竖褶皱 斜歪水平褶皱 平卧褶皱 斜歪倾伏褶皱 斜卧褶皱 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 6 里卡德褶皱产状分类的特点 反映了褶皱在三度空间的几何形态和产状特征 反映了褶皱的七种类型的产状变化范围 并以各类褶皱在图中的范围大小表示该类褶皱在自然界出现的机率大小 将褶皱产状的定量描述引入褶皱的形态描述中 用图解可清楚反映一个地区褶皱的产状类及其变化规律 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 7 4 3褶皱的类型及褶皱的组合型式4 3 1褶皱的产状类型 4 3 2褶皱横截面
4、的几何类型 1 平行褶皱 平行褶皱又称同心褶皱 其特点为 1 褶皱中各岩层成平行弯曲 同一岩层垂直其层面量度的厚度在褶皱的各个部位是基本一致的 2 具有一个共同的曲率中心 向外弧方向曲率变小 褶皱逐渐变平缓 向内弧方向曲率逐渐变大 褶皱岩层变得紧闭或成尖棱褶皱 3 这类褶皱多发育于岩石力学性质较为一致的强硬岩层和地壳较浅部的构造层次中 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 8 二 褶皱横截面的几何类型 1 平行褶皱和相似褶皱 1 平行褶皱 平行褶皱又称同心褶皱 其特点为 褶皱中各岩层成平行弯曲 同一岩层垂直其层面量度的厚度在褶皱的各个部位是基本一致的 具有一个共同的曲率中心 向外弧方向曲
5、率变小 褶皱逐渐变平缓 向内弧方向曲率逐渐变大 褶皱岩层变得紧闭或成尖棱褶皱 这类褶皱多发育于岩石力学性质较为一致的强硬岩层和地壳较浅部的构造层次中 平行褶皱 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 9 2 相似褶皱 褶皱中各岩层弯曲的形态相似 各岩层的曲率基本不变 褶皱没有共同的曲率中心 同一岩层的真厚度在翼部变薄 在转折端变厚 在平行褶皱轴面量度的岩层厚度在褶皱各部位大致相等 这类褶皱多发育于软弱岩层中 出现在地壳中部和深部构造层次中 相似褶皱 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 10 2 兰姆赛的褶皱几何分类 兰姆赛根据褶皱层的相对曲率 提出一套形态分类 被广泛采用 1 分类
6、依据 该分类是依据褶皱横截面 垂直于枢纽的褶皱剖面 上褶皱层的等倾斜线型式和厚度变化参数所反映的相邻褶皱面的起来关系 2 等倾斜线的概念 是指褶皱层的上 下褶皱面倾角相等的切点的连线 就是等倾斜线 3 等倾斜线的作法 在垂直于褶皱枢纽的照片上或褶皱的横截面剖面图上 用透明纸描绘出各褶皱面的弯曲形态 并准确的画出轴面和实地的水平线 在绘好的褶皱横截面图上 以标出的水平线为基准 按每隔一定的角度 例如以0 10 20 的倾角在褶皱层上 下层面上各作一系列倾角值的点的切线 用直线将上 下层面上等倾角的切点连接起来 就是等倾斜线 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 11 4 兰姆赛褶皱分类 兰
7、姆赛根据上述原则将褶皱分为三类五型 I类 这类褶皱的等倾斜线向内弧呈收敛状 内弧曲率总是比外弧大 故外弧倾斜度也总是小于内弧 根据等倾斜线的收敛程度 可细分为三个亚型 IA型 等倾斜线向内弧呈强烈收敛 各线长短差别极大 内弧曲率远比外弧大 属于典型的顶薄褶皱 IB型 等倾斜线也向内弧收敛 并与褶皱面垂直 各线长短大致相等 褶皱层真厚度不变 内弧曲率仍大于外弧 为典型的平行褶皱 IC型 等倾斜线向内弧轻微收敛 转折端等倾斜线比两翼附近的略长 反映两翼厚度有变薄的趋势 内弧曲率略大于外弧 这是平行褶皱向II类相似褶皱过渡的型式 II类 等倾斜线互相平行且等长 褶皱层的内弧和外弧的曲率相等 即相邻褶
8、皱面倾斜度基本一致 为典型的相似褶皱 III类 等倾斜线向外弧收敛 向内弧撒开呈倒扇状 即外弧曲率大于内弧 为典型的顶厚褶皱 IA型 IB型 IC型 II类 III类 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 12 三 同沉积褶皱 绝大多数褶皱是在岩层形成后受力变形而形成的 但是 也有一些褶皱是在岩层沉积的同时受力逐渐变形而形成的 这类褶皱称为同沉积褶皱 同沉积褶皱具有以下特点 1 褶皱两翼的的倾角一般是上部平缓 往下逐渐变陡 褶皱总的形态多为开阔褶皱 2 在背斜顶部岩层变薄 有的层位甚至缺失 而两翼岩层厚度却有逐渐加大的趋势 如果是向斜 其中心部位的岩层厚度往往最大 3 岩层的要素结构构造
9、明显受褶皱构造控制 背斜顶部常沉积浅水的粗粒物质 而向斜的中心则沉积细粒位置 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 13 同沉积褶皱 隆起前的沉积 隆起时的沉积 停止隆起后的沉积 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 14 四 底辟构造和盐丘 底辟构造是地下高韧性的岩体 如岩盐 石膏 粘土或煤层等 在构造力的作用下 或者由于岩石物质之间密度的差异引起的浮力的作用下 向上流动并挤入上覆岩层之中而形成的一种构造 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 15 底辟构造和盐丘 当岩浆上升 侵入围岩 使上覆岩层发生拱曲时 则可形成岩浆底辟 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 16
10、 盐丘是由于岩盐和石膏向上流动并挤入围岩 使上覆岩层发生拱曲隆起而形成的一种构造 盐丘构造是一种具有重要意义的底辟构造 岩核内岩盐变形为复杂多样 大小各异的褶皱 其中多为倾竖褶皱或叠加褶皱 这与岩盐多次上升流动有关 盐核之上的上覆岩层往往形成穹隆或短轴背斜 盐核与围压常为陡倾的断层接触 围压倾角也变陡 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 17 盐丘构造具有重要的经济价值 盐核常形成重要的盐类或硫磺矿床 盐核上部及其周缘围岩中常常富含石油或天然气 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 18 五 褶皱的组合型式及其分布在地壳的一定范围内 褶皱都不是孤立存在的 它们多是以不同形态 不同
11、规模 不同级次以一定的组合型式展布 在成因上有联系的一系列背斜和向斜组成的具有一定几何规律的褶皱的总体样式 称为褶皱的组合型式 研究褶皱的组合型式对探讨和研究褶皱发育地壳的大地构造属性 褶皱的形成机制 区域应变状况 地壳运动性质具有重要意义 根据褶皱的组合样式可分为 日尔曼式褶皱 German typefolds 侏罗山式褶皱 Jura typefolds 阿尔卑斯型褶皱 Alpino typefolds 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 19 1 日尔曼式褶皱 German typefolds 又称断续褶皱 这类构造发育于构造变形较微弱的地台盖层中 以卵圆形的穹隆构造 构造盆地褶皱
12、群体分布为特征 穹隆构造和构造盆地的翼部岩层产状较缓 但规模可以较大 在空间展布常无一定的方向性 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 20 在这一类的褶皱中 有的以短轴状的背斜和向斜的型式出现 并以一定的方式和方向有规律的定向排列 其中较为典型的是雁列状展布的褶皱群 这些褶皱呈首尾错落重叠的雁行定向排列 雁行状排列的短轴褶皱 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 21 2 侏罗山式褶皱 Jura typefolds 又称过渡型褶皱 侏罗山式褶皱的代表性构造是隔档式褶皱和隔槽式褶皱 隔档式褶皱又称梳状褶皱 由一系列平行排列的背斜和向斜构造组成 其特征是背斜窄而紧闭 发育完整 在平面
13、上呈线状延伸 而两个背斜之间的向斜则平缓开阔 中国四川东部的的北北东向褶皱就是这类褶皱的典型实例 隔槽式褶皱由一系列平行排列的背斜和向斜构造组成 其特征是与隔档式褶皱相反 向斜窄而紧闭 发育完整 在平面上呈线状延伸 而两个向斜之间的背斜则平缓开阔 剖面形态常呈箱状 中国黔北 湘西一带的北北东向褶皱就是这类褶皱的典型实例 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 22 隔档式 背斜窄向斜宽 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 23 隔档式和隔槽式这两类组合型式的褶皱的共同特点是 背斜和向斜的变形强度不同 较紧闭的褶皱和较开阔的褶皱相间平行排列 这种类型的褶皱因其在欧洲的侏罗山发育完美而
14、称其侏罗山式褶皱 其成因是沉积盖层沿刚性的基底上底软弱层滑脱变形而形成的 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 24 3 阿尔卑斯型褶皱 Alpino typefolds 又称全形褶皱 其基本特点是 一系列线状褶皱成带状展布 所有褶皱的走向基本上与构造带的延伸方向一致 在整个带内 背斜和向斜呈连续波状 同等发育 布满全区 不同级别的褶皱往往组合成巨大的复背斜和复向斜 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 25 组成复背斜和复向斜的次级褶皱大多是较紧闭的 从复背斜核部到两翼 常由直立褶皱变为斜歪褶皱 倒转褶皱 甚至成平卧褶皱 所以 次级褶皱的轴面常常呈有规律的排列 如果复背斜的次级褶
15、皱轴面向核部收敛 则形成扇形复背斜 复向斜中次级褶皱的轴面向核部收敛 则形成倒扇形 向槽部收敛则形成扇形 阿尔卑斯型褶皱 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 26 第四节褶皱构造的观察和研究褶皱构造研究的基本任务是 通过野外观察和填图 并结合各种地质勘探 如物探 钻探 山地工程等 手段和应用航空照片 卫星照片的图象解译等所取得的地质资料的综合研究 查明褶皱的形态 产状和组合分布特点 探讨褶皱形成机制和形成时代 为研究区的区域地质构造特征 褶皱与矿产 水文 工程地质等关系提供基础研究资料 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 27 一 褶皱形态的研究 1 了解研究区区域的总的构造轮
16、廓 1 收集和阅读研究区小比例尺的地质图 2 收集和解译研究区的航空照片和卫星照片 3 在研究区选择露头良好的地带进行横穿区域构造线的路线地质构造观察 了解研究区地层的时代 岩性组合 层序 了解研究区地层的产状特征 岩层的总体走向及其变化规律 了解和确定地层中褶皱的发育部位 发育程度 褶皱的要素及其产状 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 28 了解研究区区域的总的构造轮廓 小比例尺地质图 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 29 了解研究区区域的总的构造轮廓 航空照片拍摄到的褶皱构造 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 30 了解研究区区域的总的构造轮廓 航空照片拍摄到的穹隆褶皱构造 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 31 了解研究区区域的总的构造轮廓 卫星照片拍摄到的褶皱构造 2020 4 20 构造地质学 郝建民主讲 32 2 查明研究区地层层序和追索标志层 查明地层层序是研究褶皱构造的最基础的工作 1 首先要认识和识别层理 并注意区分层理与其它次生的面状构造 2 进行地层研究 根据岩石沉积特征 岩层组合特征 和古生物化石情况来查明地层的时代及其
