1第三章 褶皱第一节 褶皱的基本形态和褶皱要素一、褶皱的概念褶皱是指岩石受力发生的弯曲变形，它是由岩石中各种原来近于平直的面变成了曲面而表现出来的，形成褶皱的变形面绝大多数是沉积岩的层面，而变质岩的劈理、片理或片麻理以及岩浆岩的原生流面、岩层和岩体中的节理面、断层面或不整合面，受力后也可变形而形成褶皱面因此，褶皱是地壳中一种最常见的、最基本的地质构造褶皱形象地反映地壳中岩石发生了连续塑性变形褶皱的形态千姿百态，复杂多样褶皱的规模差别极大，从卫星照片上巨大的褶皱系和构造盆地到出现在个别露头上或手标本上的褶皱，以至显微镜下的微型褶皱研究褶皱的形态、产状、分布和组合特点及其形成方式和时代，对于揭示一个地区的地质构造的形成规律和发展史具有重要意义许多矿产在成因、矿体产状和空间分布上都与褶皱有密切关系；有些矿体本身就是褶皱层褶皱构造还程度不同地影响水文地质和工程地质条件因此，研究褶皱具有重要的理论意义和实用意义二、褶皱的基本形式褶皱的形态虽然多种多样的，但其基本形式有两种（图 3-1）：（1）背斜是岩层向上弯曲，其核心部位的岩层时代较老，外侧岩层依次变新，且对称分布2）向斜是岩层向下弯曲，其核心部位的岩层时代较新，外侧岩层依次变老，且对称分布。
图 3-1 背斜和向斜由于受后期风化、剥蚀的破坏，造成向斜在地面上的出露特征是：从中心向两侧，岩层从新到老对称重复出露（图 3-1a、b 左侧） ，而背斜在地面上的出露特征却恰好相反，从中心到两侧，岩层从老到新对称重复出露（图 3-1a 和 b 右侧） 如褶皱岩层的新老层序不明，或者褶皱的变形面不是层面而是其他构造面，则将褶皱面向上弯曲的称为背形，向下弯曲的称为向形三、褶皱要素褶皱要素指褶皱的各个组成部分，褶皱要素主要有（图 3-2）：（1）核又称核部系指褶皱的中心部位的岩层 （2）翼又称翼部系指褶皱核部两侧的岩层在横剖面上，构成两翼的同一褶皱面的拐点的切线的夹角称为“翼间角” 3）转折端指从褶皱一翼向另一翼过渡的弯曲部分 图 3-2 褶皱要素示意图（4）褶轴又称轴线或轴对圆柱状褶皱而言是指褶皱面上一条直线平行其自身移动能描绘出褶皱面(S)的弯曲形态，这条直线叫褶轴5）枢纽同一褶皱面的最大弯曲点的连线叫做枢纽枢纽可以是直线，也可以是曲线或折线；可以是水平线，也可以是倾斜线6）轴面指由许多相邻褶皱面上的枢纽连成的面。
如果褶皱各层的厚度在两翼基本不变时，可以把轴面看成是翼间角的平分面，或者大致平分褶皱两翼的对称面轴面可以是平面，也可以是曲面2轴面产状可以走向、倾向和倾角来确定的 （7）轴迹轴面与地面的交线8）脊、脊线和槽、槽线背斜或背形的同一褶皱面的各横剖面上的最高点为“脊” ，它们的连线称为脊线；向斜或向形的同一褶皱面的各横剖面上的最低点为“槽” ，它们的连线称为槽线第二节 褶皱形态的描述褶皱形态是多种多样的，可以从不同方面来研究和描述，因而出现了大量的褶皱名称术语下面引述从三维空间对褶皱形态的描述一、正交剖面上褶皱的形态（一）轴面产状（1）直立褶皱轴面近乎直立，两翼倾向相反，倾角近于相等（图 3-3a） 2）斜歪褶皱轴面倾斜，两翼倾向相反，倾角不等(图 3-3b、3-4)3）倒转褶皱轴面倾斜，两翼向同一方向倾斜，一翼的地层倒转(图 3-3c) 4）平卧褶皱轴面近水平，一翼地层正常，另一翼地层倒转(图 3-3d)5）翻卷褶皱轴面弯曲的平卧褶皱（图 3-3e） 图 3-3 按轴面产状的褶皱描述(a)直立褶皱； (b)斜歪褶皱； (c)倒转褶皱； (d)平卧褶皱； (e)平卧褶皱； P—轴面；图 3-4 斜歪褶皱3（二） 褶皱的对称性（1）对称褶皱。
褶皱的轴面与水平面垂直，而且两翼的长度也基本相等,倾角相同2）不对称褶皱褶皱的轴面与水平面斜交，而且两翼的长度不等，倾角不同三） 翼间角的大小（1）平缓褶皱褶皱翼间角小于 180°，大于 120°2）开启褶皱褶皱翼间角小于 120°,大于 70°3）中常褶皱褶皱翼间角小于 70°，大于 30°4）紧闭褶皱褶皱翼间角小于 30°，大于 5°5）等斜褶皱褶皱翼间角近于 5°～0°,两翼近于平行四）转折端形态（1）圆孤褶皱褶皱转折端呈园孤形弯曲(图 3-5a、3-6)2）尖棱褶皱褶皱两翼平直相交，转折端呈尖顶状(图 3-5b)3）箱状褶皱褶皱两翼陡而转折端平直，形如箱状，常常具有一对共轭轴面(图 3-5c)4）挠曲缓倾斜岩层中的一段突然变陡，形成台阶状弯曲(图 3-5d)图 3-5 按转折端形态的褶皱描述（a）圆孤褶皱； （b）尖棱褶皱； （c）箱状褶皱； (d)挠曲；图 3-6 圆弧向斜（五）同一褶皱中各层弯曲形态的变化（1）协调褶皱褶皱中各层的弯曲形态在剖面上基本保持不变或作有规律地变化，其间没有明显的不协调的突变现象，如平行褶皱和相似褶皱4（2）不协调褶皱各褶皱层的弯曲形态彼此明显不同，有显著的突变现象。
褶皱的不协调是较为普遍的现象，在褶皱作用强烈的地区和变质岩区，更为显著二、平行褶皱枢纽方向褶皱的形态根据褶皱枢纽的倾伏角，可将褶皱描述为：（1）水平褶皱枢纽近于水平，两翼岩层走向基本相同（图 3-7a） 2）倾伏褶皱枢纽是倾伏的，两翼岩层走向不同在水平面上褶皱两翼向同一岩层相汇合，背斜的汇合部位称为倾伏端，向斜的汇合部位称为扬起端（图 3-7b） 3）倾竖褶皱枢纽近于直立（图 3-8） 图 3-7 按枢纽产状的褶皱描述（a）水平褶皱 (b) 倾伏褶皱图 3-8 倾竖褶皱三、褶皱在地面上出露形态根据褶皱中同一岩层在平面上出露的纵向长度和横向宽度之比可将褶皱分别描述为：（1）穹窿长度和宽度之比小于 3:1 的背斜构造，褶皱面自脊点向四周作放射状倾斜（图 3-9） 2）构造盆地长度和宽度之比小于 3:1 的向斜构造，褶皱面从四周向中心倾斜3）短轴褶皱长度与宽度之比在 3：1-10：1 之间的褶皱5（4）线状褶皱长度与宽度之比超过 10:1 的各种狭长形褶皱图 3-9 穹窿构造第三节 褶皱的分类一、褶皱的位态分类褶皱在空间的位态取决于轴面和枢纽的产状以横坐标表示轴面的倾角，纵坐标表示枢纽的倾伏角，可将褶皱分成七种类型（图 3-10）（1）直立水平褶皱。
褶皱轴面近于直立，倾角为 90° ～ 80°，枢纽近于水平，倾伏角，为0°～10°2）直立倾伏褶皱褶皱轴面近于直立，倾角为 90° ～ 80°，枢纽倾伏角为 10°～70°6图 3-10 褶皱的位态分类（3）倾竖褶皱褶皱轴面近于直立，倾角为 90°～ 80°，枢纽倾伏角为 70°～90°4） 斜歪水平褶皱 褶皱轴面倾角为 80° ～ 20°，枢纽倾伏角为 0°～10°5） 斜歪倾伏褶皱 褶皱轴面倾角为 80° ～ 20°，枢纽倾伏角为 10°～70°6） 平卧褶皱褶皱枢纽倾伏角和轴面倾角均为 0° ～ 20°7） 斜卧褶皱褶皱枢纽和轴面两者倾向及倾角基本一致，轴面倾角为 20°～ 80°，枢纽在轴面上的侧伏角为 20°～70°二、褶皱的形态分类褶皱形态的变化主要反映在各褶皱面形态的相互关系和褶皱的厚度变化上据此，对褶皱进行形态分类1．平行褶皱典型平行褶皱的几何特点是褶皱面作平行弯曲（图 3-11） 同一褶皱层的厚度在褶皱各部分一致，所以也称为等厚褶皱，弯曲的各层具有同一曲率中心，所以又称为同心褶皱由中心向外，褶皱面的曲率半径逐渐增大，曲率变小，岩层越平缓；向着核部方向，曲率逐渐变大例如，一个圆孤形直立的背斜，因为要保持褶皱层的厚度不变，褶皱面的弯曲越来越紧闭，甚至成为尖顶状背斜，或是为了调整褶皱层的向心挤压，在背斜核部会出现复杂的小褶皱和逆冲断层；再向下则消失于滑脱面上。
顺轴面向上，情况相反，褶皱面越来越平缓，褶皱趋于消失图 3-11 平行褶皱 2．相似褶皱典型的相似褶皱的几何特点是组成褶皱的各褶皱面作相似的弯曲（图 3-12） 各面的曲率相同，没有共同的曲率中心所以，褶皱的形态不随着深度的变化而改变同一褶皱层的厚度发生有规律的7变化，两翼变薄转折端加厚，平行轴面量出的视厚度在褶皱各部位保持一致 平行褶皱和相似褶皱是反映褶皱层的厚度变化和几何关系规律性变化的两种代表性型式，在自然界有一定的广泛性，有助于对褶皱向深部变化的分析，是分析一个地区褶皱发育规律的有实际意义的概念平行褶皱和相似褶皱中各褶皱面弯曲的形态协调一致或作有 规律的变化，其间没有明显的突变现象，因此属于协调式褶皱如果褶皱中各褶皱面弯曲的形态彼此明显不同，无几何规律可循或各层的褶皱型式常出现突变，这类褶皱可称为不协调褶皱褶皱不协调是较为普遍的现象是由组成褶皱各层的岩性和厚度之差异，不同部分受力不均等原因所引起的图 3-12 相似褶皱第四节 褶皱的组合形式一、复背斜和复向斜 复背斜或复向斜是由许多次级褶皱所组成的巨大背斜(图 3-13a)或巨大向斜(图 3-13b)。
各次级褶皱与总体褶皱常有一定的几何关系，一般典型的复背斜和复向斜的次级褶皱轴面常向该复背斜或复向斜的核部收敛不过，由于复背斜和复向斜大都经历过多次构造变形，以致其次级褶皱的形态和产状极为复杂组成复背斜或复向斜的次级褶皱大都是较紧闭的斜歪褶皱或倒转褶皱，甚至是等斜褶皱，但也有是比较宽缓的箱状或圆孤褶皱复背斜和复向斜的平面形态和延伸方向通常与相邻稳定地块的边界平行，它们中的大型次级褶皱的延伸方向也基本与总体褶皱一致图 3-13 复背斜和复向斜3-14 四川盆地东部隔档式褶皱这些次级褶皱的枢纽在平面上往往成雁行状排列，相邻次级背斜和向斜的枢纽起伏、交错和消失，8从而出现褶皱分叉或合并的现象在复背斜或复向斜中也常出现局部穹窿和构造盆地复背斜和复向斜形成于图地壳运动强烈，沉积有巨厚的沉积岩系，后又遭受强烈水平挤压的构造活动地带，如我国秦岭、天山、喜马拉雅山和欧洲的阿尔卑斯山，北美的阿帕拉契山等褶皱带中都有这类褶皱认识复背斜和复向斜主要根据新老地层的分布特征在同一平面上观察，如在它的中央地带的次级褶皱的核部地层老于两侧的次级褶皱的核部地层，该褶皱带为一复背斜，反之，则为复向斜二、隔档式褶皱和隔槽式褶皱隔档式褶皱又称梳状褶皱，是由一系列平行的背斜和向斜相间组成，其中背斜是窄而紧闭的，形态完整清楚，呈线状延伸；而两个背斜之间的向斜则开阔平缓，四川盆地东部的一系列北北东向褶皱就是这类褶皱的典型实例(图 3-14)。
隔槽式褶皱也是由一系列平行的背斜和向斜相间组成，但是其中背斜和向斜形态正好与隔档式褶皱相反：向斜紧闭且形态完整，呈线状排列，而两向斜之间的背斜则平缓开阔成箱状黔北-湘西-带的褶皱就表现为这种组合型式(图 3-15) 图 3-15 贵州正安隔槽式褶皱这两种褶皱组合型式的共同特点是：背斜和向斜的变形强度表现出各不相同，较紧闭的褶皱与较开阔的褶皱相间并列关于它们的成因有两种解释：一种解释是，盖层褶皱岩层受下伏基底断裂的控制；另一种解释认为由于沉积盖层沿刚性的基底滑脱而形成，称为滑脱构造欧洲侏罗山中生代和第三纪地层就是沿古生代结晶岩层面滑脱而形成这种褶皱，所以隔档式和隔槽式褶皱又称为侏罗山式褶皱三、雁行褶皱 雁行褶皱又称斜列式褶皱为一系列短轴背斜或向斜呈平行斜列如雁行状，它可以由不同规模和级次的背斜或向斜所。