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1、一、褶皱的概念,岩层的弯曲现象称为褶皱。岩层在构造运动作用下，或者说在地应力作用下，改变了岩层的原始产状，不仅使岩层发生倾斜，而且大多数形成各式各样的弯曲。褶皱是岩层塑性变形的结果，是地壳中广泛发育的地质构造的基本形态之一（图4-19）。褶皱的规模可以长达几十到几百千米，也可以小到在手标本上出现。,褶皱构造通常指一系列弯曲的岩层（图4-20）；而把其中一个弯曲称为褶曲。但褶皱和褶曲有时并无严格的区别，而且在许多外文中也只是同一术语。,一、褶皱的概念,一、褶皱的概念,从成因上讲，褶皱主要是由构造运动形成的，它可能是升降运动使岩层向上拱起和向下拗曲，但大多数是在水平运动下受到挤压，岩层的水平距离缩
2、短而形成的（图4-21）。在外力地质作用下如冰川、滑坡、流水等作用，也可以造成岩层的弯曲变形，但一般不包括在褶皱变动的范畴中。,一、褶皱的概念,褶曲的形态是多种多样的，但基本形式只有背斜和向斜2种（图4-22）。,从外形上看，背斜是岩层向上突出的弯曲，两翼岩层从中心向外倾斜；向斜是岩层向下凹陷的弯曲，两翼岩层自两侧向中心倾斜。这种从形态上的划分，大多数情况下是对的。但在有些情况下则是无法判断的，例如当褶曲是横卧时，或褶曲两翼平行而顶部被剥蚀掉时，或褶曲呈扇形弯曲而顶部亦被剥蚀，或褶曲呈翻卷状态时，等等，都无法利用形态区分是背斜或向斜。,二、褶曲要素,二、褶曲要素,（二）翼,（三）轴面,（四）枢
3、纽,（五）轴,（六）转折端,（一）核,三、褶曲的形态分类,三、褶曲的形态分类,褶曲的形态分类是描述和研究褶曲的基础，它不仅在一定程度上反映褶曲形成的力学背景，而且对地质测量、找矿和地貌研究等都具有实际的意义。褶曲要素是褶曲形态分类的重要根据。,三、褶曲的形态分类,（一）褶曲横剖面形态,（一）褶曲横剖面形态,1根据轴面产状并结合两翼特点分类（图4-26） （1）直立褶曲：轴面直立，两翼向不同方向倾斜，两翼倾角相等，两翼对称，故又叫对称褶曲。 （2）倾斜褶曲：轴面倾斜，两翼向不同方向倾斜，两翼倾角不等，两翼不对称，故又叫不对称褶曲（图4-27）。 （3）倒转褶曲：轴面倾角更小，两翼向同一方向倾斜，
4、其中一翼岩层发生倒转，两翼角相等或不等。 （4）平卧褶曲：也叫横卧褶曲，轴面水平或近于水平，两翼岩层的产状也近于水平；一翼层位是正常的，另一翼层位发生倒转（图4-28）。,（5）翻卷褶曲：轴面翻转向下弯曲，此种褶曲在外观上是向（背）斜，实际上是背（向）斜，通常由平卧褶曲转折端部分翻卷而成。,上述5种褶曲，基本上反映了褶曲变形程度从轻微到强烈、从简单到复杂的过程以及水平挤压力的不同强度。但不能绝对化，有时与岩性和构造条件等有关。,三、褶曲的形态分类,2根据转折端形状及两翼特点分类,（l）圆弧褶曲：转折端呈圆滑弧形（图4-27）。,（2）箱形褶曲：转折端平直而两翼陡峭，在两翼转折处呈膝状弯曲，形似
5、箱状。大型箱形褶曲的一翼可称挠曲，即岩层成一面倾斜的台阶状或膝状褶曲（图4-29）。,（3）锯齿状褶曲：也叫尖棱褶曲，转折端是一点，呈锯齿状。这种褶曲常发生在岩性较坚硬且脆的岩层中。,（4）扇形褶曲：转折端平缓而两翼岩层均倒转，在背斜中两翼岩层向轴面倾斜；在向斜中则自轴面向外倾斜。此种褶曲反映了两翼受到较大侧向压力而逐渐向轴面运动的情况（图4-31）。,（一）褶曲横剖面形态,三、褶曲的形态分类,（二）褶曲的纵剖面形态,（二）褶曲的纵剖面形态,1根据枢纽的产状（图4-32）分为：,（1）水平褶曲：枢纽近于水平的褶曲。,（2）倾伏褶曲：枢纽倾伏的褶曲。枢纽与其在水平面上投影的夹角，称为倾伏角。 （
6、3）倾竖褶曲：枢纽近于直立的褶曲。 严格地说，自然界褶曲的枢纽很少是水平的，大多数都是倾伏的；大规模的褶曲，其枢纽往往是有起伏的（如图4-25C）。倾竖褶曲比较少见，但在岩层陡立地区，如密云溪翁庄地区，即出现枢纽向东南倾伏近80的一个两翼开阔的倾竖向斜构造。,三、褶曲的形态分类,2根据轴面产状和枢纽产状综合分类,上述褶曲的横剖面和纵剖面形态分类，都各自反映了二维空间的褶曲特征，这对描述褶曲的形态特点，分析褶曲的延伸情况和研究褶曲的变形强度及所受力的背景，都是有用的。如果把上述二者（轴面产状和枢纽产状）结合起来进行分类，则可获得褶曲在三维空间的形态。据此，可把褶曲分为7种主要类型：,（二）褶曲的
7、纵剖面形态,三、褶曲的形态分类,（1）直立水平褶曲：轴面近于直立（倾角8090），而枢纽近于水平（倾伏角010）。 （2）直立倾伏褶曲：轴面近于直立，而枢纽倾斜（倾伏角1080）。 （3）倾竖褶曲：轴面和枢纽均近于直立（8090）。 （4）倾斜水平褶曲：轴面倾斜（1080），而枢纽近于水平（010）。 （5）平卧褶曲：轴面近于水平（010），枢纽也近于水平（010）。 （6）倾斜倾伏褶曲：轴面倾斜（1080），枢纽也倾伏（1080），但二者的倾向和倾斜程度不一致。 （7）斜卧褶曲：轴面倾斜（1080），枢纽也倾伏（1080），但二者的倾向基本平行，倾角也大致相等。 其中倾斜倾伏褶曲是在自然界分
8、布最普遍的一类。,（二）褶曲的纵剖面形态,三、褶曲的形态分类,（三）褶曲的平面形态,（三）褶曲的平面形态,不同类型的褶曲，其平面形态也不一样。,1线形褶曲 又称长褶曲，褶曲轴沿一定方向延伸很远，从几十千米到数百千米或者更远。长与宽之比大于10:1。,2长圆形褶曲 又称短轴褶曲，长与宽之比在10:l到3:1之间。若为背斜叫短背斜，若为向斜叫短向斜。它们在平面上的投影形态近似椭圆形。,3浑圆形褶曲 长宽之比小于3:1，平面投影近似圆形。若为背斜叫穹窿，若为向斜叫构造盆地。还有一种穹窿构造，其核部为很厚的岩盐层，并刺穿上覆岩层，此种穹窿称为盐丘。一般认为岩盐层为高塑性岩石，在差异重力作用或挤压作用下
9、，盐层向核部塑性流动加厚，向上拱起并刺穿上覆岩层，这种构造又叫底劈构造或挤入构造。,三、褶曲的形态分类,（三）褶曲的平面形态,上述短背斜、短向斜、穹窿、构造盆地等（图4-33），常常独立存在。其中短背斜、穹窿、盐丘等是最理想的储油构造，是石油地质工作的重要勘探对象之一。,三、褶曲的形态分类,（三）褶曲的平面形态,以上所讲的褶曲形态，是从三维空间的不同剖面（横剖面、纵剖面、水平面）上分类的，其任一名称都不能反映褶曲的整体轮廓。正确识别褶曲，必须从三维空间进行全面观察才能获得其完整的立体轮廓。,四、褶曲在地质图上的表现,（一）水平褶曲,不同形态的褶曲，在地质图上表现为不同的形式。,（一）水平褶曲,
10、在地质图上分析褶曲，首先要注意岩层的新老关系，其次要注意岩层的产状，第三要注意地形与岩层的关系。,四、褶曲在地质图上的表现,（一）水平褶曲,如图4-34为一水平褶曲，表现在地质图上其特点是：两翼对称重复，并与走向平行。然后进一步分析，核部为老岩层，两翼为新岩层，所以为背斜。若核部为新岩层，两翼为老岩层，则必为向斜。,四、褶曲在地质图上的表现,（一）水平褶曲,如果该地区起伏平缓，两翼岩层倾角大致相同，但倾向相反，则为直立褶曲；若两翼倾角不等，出露宽度也不同，而倾向相反，则为倾斜褶曲，轴面倾向应与较缓一翼的倾向一致；若两翼倾角不等，宽度也不同，但倾向相同，是为倒转褶曲。应该指出，岩层露头宽度与岩层
11、厚度有关，同时与岩层本身产状也有关。在地形较平坦的条件下，若岩层厚度越大，岩层产状越平缓，其露头宽度越大；反之，若岩层厚度越小，岩层产状越陡直，其露头宽度也越窄。如果地形比较复杂，岩层露头形状常受地形影响，变化较大。,四、褶曲在地质图上的表现,（二）倾伏褶曲,（二）倾伏褶曲,如图4-35所示，倾伏褶曲表现在地质图上的特点是：两翼岩层对称重复，但彼此不平行而逐渐转折汇合，称转折端。若一套倾伏背斜和倾伏向斜连续出现时，则其地质界线呈“之”字形弯曲。沿任一褶曲轴（通过核部并对称于两翼的一条线）岩层越来越新的方向，即为褶曲的倾伏方向。),在地质图上确定褶曲的倾伏方向，还可以根据核部宽窄的变化和转折端所
12、指的方向。核部由宽变窄或转折端所指的方向，对背斜来说代表枢纽倾伏方向；对于向斜来说，代表枢纽扬起的方向。,然后，根据核部和两翼的岩层新老关系来判断背斜和向斜；再根据褶曲两翼的产状（倾角、倾向）及出露宽度等，确定褶曲形态属于哪一种类型。,五、褶皱的组合类型,（一）从横剖面看褶皱的 组合类型,五、褶皱的组合类型,在一个地区，褶曲常是连续出现，形成各种褶皱组合特征，特别是在地壳活动强烈地区，往往形成很复杂的褶皱带。常见的褶皱组合类型如下：,1复背斜和复向斜：复背斜（复向斜）是规模巨大的翼部为次一级甚至更次一级褶曲所复杂化的背斜（向斜）构造。这些大规模褶皱的次一级褶曲轴走向大体一致，从平面上看多呈紧密
13、相邻同等发育的线形褶曲；从横剖面看，复背斜的褶曲轴面多向下形成扇状收敛；而复向斜的褶曲轴面多向上形成倒扇状收敛（图4-36）。,复背斜和复向斜多分布于构造运动强烈的褶皱带。一些著名的褶皱山脉如昆仑山、祁连山、秦岭等常出现这类复杂的褶皱构造。,（一）从横剖面看褶皱的 组合类型,五、褶皱的组合类型,2同斜褶皱和等斜褶皱：由一系列褶曲轴面和两翼岩层向同一方向倾斜的倒转褶曲所组成的褶皱，称为同斜褶皱（图4-37）。如果一系列相连的倒转褶曲轴面和两翼岩层，不仅向同一方向倾斜，而且其倾角几乎相等，这样的褶皱称为等斜褶皱（图4-38）。,同斜褶皱和等斜褶皱都出现在构造运动特别强烈的褶皱山地，是在受到强烈挤压
14、的情况下形成的。 这类褶皱在经过剥蚀之后，其地表露头极似单斜岩层（如图4-38）。因此，必须根据岩层新老关系及对称排列情况，才能恢复其褶皱构造形态。,（一）从横剖面看褶皱的 组合类型,五、褶皱的组合类型,3隔档式和隔槽式褶皱：在四川东部、贵州北部以及北京西山等地，可以看到由一系列褶曲轴平行、但背斜向斜发育程度不等所组成的褶皱。有的由宽阔平缓的向斜和狭窄紧闭的背斜交互组成，称隔档式褶皱；有的由宽阔平缓的背斜和狭窄紧闭的向斜组成，称隔槽式褶皱（图4-39）。,五、褶皱的组合类型,（二）从平面上看褶皱的 组合类型,（二）从平面上看褶皱的 组合类型,1平行状褶皱,一系列背斜向斜相间平行排列（图4-40
15、），相当于前面所讲的由线形褶曲组合而成的褶皱。它反映在一个应力场中以压应力为主所形成的褶皱。,五、褶皱的组合类型,（二）从平面上看褶皱的 组合类型,2分枝状褶皱 指一个褶曲沿其延伸方向分叉，形成若干个褶曲，犹如树枝状。如川东华莹山背斜向SSW方向分成若干个背斜和向斜。,3帚状褶皱 指若干个褶曲相间排列，一端收敛而另一端散开，形如帚状。如广西马巴帚状构造。,4弧形褶皱 指一系列（或单个）褶曲呈明显弧状的褶皱。,5雁行式褶皱 在区域性水平力偶（水平扭力）作用下，往往形成一组短轴背斜向斜相间斜列的褶皱构造。只要做这样一个小试验，比如在一块台布上两手相对扭动一下，就会形成一排斜列的皱纹，雁行式褶皱形成
16、的道理大致如是。如山西省纵贯中部有一系列盆地和山地呈雁行式相间排列，即此类褶皱的反映。,五、褶皱的组合类型,（二）从平面上看褶皱的 组合类型,上述各褶皱主要发育在构造运动强烈的褶皱山地，由于受力不均或水平旋扭等原因形成不同平面形态。如果在构造活动微弱的相对稳定地区，其褶曲组合往往具有如下特点：即褶曲常是孤立的、轴向不一致的、短轴的、开阔的类型，一般多发育短背斜、穹窿构造。而介于其间，则多为平缓的向斜或近水平的岩层。,六、如何在野外认识褶皱构造,六、如何在野外认识褶皱构造,褶皱构造是地质构造的重要组成部分，几乎在所有的沉积岩及部分变质岩构成的山地都会存在不同规模的褶皱构造。小型的褶皱构造可以在一个地质剖面上窥其一个侧面的全貌；而大型构造往往长宽超过数千米到数万米。这样的褶皱构造，虽然在野外观察了一段很长的距离，但仍然未出其一个翼的范围。如果该地区有现成的地质图，应该首先查阅已有的地质图件，并进行分析。下面简述一下在野外研究褶皱构造的方法。,（一）地质方法,六、如何在野外认识褶皱构造,（一）地质方法,（一）地质方法,1岩层观察与测量 必须对一个地区的岩层
