构造地质第四章.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第四章 褶皱构造,第一节 褶皱和褶皱要素,褶皱的概念,岩层或岩体，在各种应力长期作用下形成波状弯曲，但仍然保持着它们的连续完整性，称为,褶皱构造,。,褶皱形象地反映了地壳岩石发生了塑性变形。,褶皱的基本类型,从单一褶皱面的弯曲来看，基本形态有两种：,背形,和,向形,。,背形,是指两侧褶皱面相背倾斜的上凸弯曲。,向形,是指两侧褶皱面相对倾斜的下凹弯曲。,中性褶皱,：褶皱面既不上凸也不下凹，而是 凸向旁侧。,褶皱的两种基本类型,：,背斜,：核部由老地层，翼部由新地层组成的岩层，凸向地层变新方向的弯曲的褶皱。,向斜,：核部由新地层，翼部由老地层组成的岩层凸向地层变老的方向弯曲的褶皱。,如果褶皱构造很复杂，地层发生了倒转，造成背形的核部是新地层，称为背形向斜；向形的核部是老地层，称为向形背斜。,褶皱要素,褶皱要素是褶皱的基本组成部分，主要有：,1,、,核,：褶皱中心部位的岩层。,2,、,翼,：泛指褶皱两侧比较平直的部分。,3,、,拐点,：相邻的背形和向形共用翼的褶皱面常呈“,S”,形弯曲，褶皱面不同凸向的转折点称为拐点。,4,、,翼间角,：是指正交剖面上两翼间的夹角。,5,、,转折端,：褶皱面从一翼过渡到另一翼的弯曲部分。,6,、,枢纽,：单一褶皱面上最大弯曲点的连线。,7,、,脊线,和,槽线,同一褶皱面上沿着背形最高点（脊点）的连线称为脊线；沿向形最低点（槽点）的连线称为槽线。,8,、,轴面,：各相邻褶皱面的枢纽连成的面。,第二节 褶皱的描述,的重要方式。,正交剖面是指与褶皱枢纽相垂直的剖面。褶皱在水平面、铅直剖面和正交剖面上的空间关系如下图所示。可见只有正交剖面才能表示出褶皱的真实形态。,褶皱的剖面形态是表现褶皱形态,转折端的形态,根据转折端的形态，可将褶皱分为以下几类：,1,、,圆弧褶皱,：转折端呈圆弧形弯曲的褶皱。,2,、,尖棱褶皱,：转折端为尖顶状，常由平直的两翼相交而成。,3,、,箱状褶皱,：转折端宽阔平直，两翼产状较陡，形如箱状。如果箱状褶皱由两个共轭的轴面组成,则称共轭褶皱,.,4,、,挠曲,：在平缓岩层中，一段岩层突然变陡而表现出的褶皱面的膝状弯曲。,翼间角,根据翼间角的大小将褶皱分为以下几类：,1,、,平缓褶皱,：,120,翼间角,180,2,、,开阔褶皱,：,70,翼间角,120,3,、,中常褶皱,：,30,翼间角,70,4,、,紧闭褶皱,：,5,翼间角,30,5,、,等斜褶皱,：,0,翼间角,5,枢纽,枢纽包括指向和倾伏角。,指向,一般代表褶皱在空间延伸的方位。,倾伏角,可以从水平（,0,）到直立（,90,）。,枢纽的指向和倾伏角是描述褶皱位态的重要数据。,褶皱的位态分类,褶皱在空间的位态取决于轴面和枢纽产状。以横坐标表示轴面的倾角，纵坐标表示枢纽倾伏角，可将褶皱分为七种类型：,1,、,直立水平褶皱,：轴面倾角,90,80,，枢纽近水平（倾伏角,0,10,）,2,、,直立倾伏褶皱,：轴面倾角,90,80,，枢纽,10,70,3,、,倾竖褶皱,：轴面倾角,90,80,，枢纽,70,90,4,、,斜歪水平褶皱,：轴面倾角,80,20,，枢纽,0,10,5,、,斜歪倾伏褶皱,：轴面倾角,80,20,，枢纽,10,70,6,、,平卧褶皱,：轴面、枢纽,0,20,7,、,斜卧褶皱,：枢纽和轴面两者倾向及倾角基本一致，轴面倾角,20,80,，枢纽在轴面上的倾伏角,70,90,褶皱的大小,褶皱的大小以褶皱的波长（,）和波幅（,A,）来确定，在正交剖面上连接各褶皱面的拐点的线称作褶皱的中间线。,褶皱波长是指一个周期波的长度，即等于两个相间拐点之间的距离；波幅是指中间线与枢纽点之间的距离。,褶皱的对称性,两翼等长的褶皱称为对称褶皱，反之为不对称褶皱。,褶皱的平面轮廓,褶皱的平面轮廓可以根据褶皱中的同一褶皱面在平面上出露的纵向长度和横向宽度之比予以表达，可将褶皱分为：,1,、,等轴褶皱,：长与宽之比近于,1:1,；等轴背斜又称穹窿构造；等轴向斜又称构造盆地。,2,、,短轴褶皱,：长与宽之比约,3:1,的枢纽向两端倾伏的褶皱。,3,、,线状褶皱,：长度远大于宽度的各类狭长的褶皱（一般大于,10:1,）。,第三节 褶皱的形态分类,根据组成褶皱的各褶皱层的厚度变化分类,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。同一褶皱层的厚度在褶皱各部分一致，所以也称,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,。,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各面的曲率相同，但没有共同的曲率中心。各褶皱层的厚度发生有规律的变化，两翼变薄，转折端加厚；平行轴面的厚度在褶皱各部位保持一致。,根据组成褶皱的各褶皱面之间的几何关系分类,1,、,协调褶皱,褶皱中各褶皱面弯曲的形态一致或作有规律的变化，其间没有明显不协调的突变现象，如相似褶皱和平行褶皱。,2,、,不协调褶皱,最典型的不协调是底辟构造一般由变形复杂的高塑性层（如岩盐、石膏、泥质岩石或煤层等）为核心，刺穿变形较弱的上覆脆性岩层的一种构造。一般由底辟核、核上构造和核下构造三个部分组成。,底辟核,：由岩盐、石膏、泥质岩石及煤层等高塑性岩层组成，体积较大，外形奇特，内部褶皱极其复杂。,核上构造,：指位于底辟核上覆和四周岩层的构造。,核下构造,：指底辟核底盘岩层的构造。,兰姆赛（,Ramsay,）的褶皱形态分类,褶皱面的曲率变化可用等斜线表示。等斜线是褶皱正交剖面上层的上下界面的相同倾斜点的连线。,Ramsay,根据一个褶皱的等斜线型式把褶皱分成三种类型：,1,类褶皱的等斜线向内弧收敛，内弧的曲率大于外弧的曲率；,2,类褶皱的等斜线相互平行，内弧和外弧的曲率相同，为典型的相似褶皱；,3,类褶皱的等斜线向外弧收敛，外弧曲率大于内弧曲率。,Ramsay,又根据厚度的变化将,1,类褶皱分为三型：,1A,型将褶皱的厚度在枢纽部分比翼部小，可称顶薄褶皱；,1B,型褶皱是理想的平行褶皱，以褶皱层的厚度在各部分相等为特点；,1C,型褶皱是平行褶皱（,1B,型）和相似褶皱（,2,型）的过渡类型，枢纽处的厚度比翼部的略大。,第四节 褶皱的组合形式,阿尔卑斯式褶皱,(,Alpinotype,folds),又称,全形褶皱,。其特点是：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；在整个带内的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。,侏罗山式褶皱,（,Jura,-type folds,）,又称,过渡型褶皱,，代表构造是隔挡式与隔槽式褶皱。,隔挡式褶皱,又称梳状褶皱，由一系列平行褶皱组成，其特点是背斜紧闭，发育完整，两个背斜之间的向斜开阔。,隔槽式褶皱,特征是向斜紧闭且发育完整，向斜间的背斜开阔，呈箱状。,这两类褶皱尤其是隔挡式褶皱在欧洲侏罗山发育较好，通称,侏罗山式褶皱,。,日尔曼式褶皱,（,German-type folds,）,又称,断续褶皱,。发育于构造变形十分轻微的地台盖层中，以卵圆形穹窿、拉长的短轴背斜或长垣为主。褶皱翼部倾角极缓，甚至近于水平，但规模可以很大，延长可以数十公里计。穹窿或长垣可以孤零零地产出于水平岩层之中，所以向斜和背斜不等同发育，而且空间展布常无一定方向性；有些穹窿或长垣可以成群展布，或呈有规律的定向排列，或呈雁列分布。,第五节 褶皱的形成机制,褶皱形成机制的类型,1,、纵弯褶皱作用,（,1,）纵弯褶皱作用,纵弯褶皱作用,是指岩层受到顺层挤压力的作用而形成的褶皱。,在纵弯褶皱作用中，岩层的弯曲是通过层间滑动发生的，称为,弯滑褶皱作用,；如果是通过顺层流动和顺层剪切作用发生的，则称为,弯流褶皱作用,。,一般来说，在脆硬性岩层中产生弯滑褶皱作用，在韧软性岩层中产生弯流褶皱作用。,弯滑褶皱作用的形成过程,:,弯流褶皱作用的形成过程,:,（,2,）纵弯褶皱层内的应变分布与小型构造,单层岩石纵弯褶皱作用的形成过程,中和面褶皱作用,由于层的切向长度变化而成的单层弯曲，由于层的中部有一个无应变面，所以也称,中和面褶皱作用,。,顺层剪切作用,顺层剪切作用中，褶皱岩层的弯曲由顺层的剪切来调节。,较弱岩层在形成等厚的平行褶皱中，常以透入性顺层剪切的弯流作用为主；在多层的薄层强岩层间结合不牢或层间夹有很薄的弱岩层时，应变集中于层间的差异性顺层剪切，而以弯滑作用为主。,压扁作用的影响,2,、横弯褶皱作用,岩层受到与层面垂直的外力而弯曲的作用称为,横弯褶皱作用,。,横弯褶皱作用的形成过程,:,（,1,）成因机制,（,2,）横弯褶皱的特点,3,、剪切褶皱作用,又称,滑褶皱作用,，是岩层沿着一系列与层面交切的密集面发生不均匀的剪切而形成“褶皱”。它貌似褶皱，实际上岩层面不起任何控制作用，岩层没有发生弯曲变形，仅仅是沿着剪切面滑动而已。,4,、柔流褶皱作用,韧性很大的岩层（如岩盐、石膏、粘土、煤层），或处在高温、高压环境下而变为具有高韧性的岩层，在应力作用下产生塑性流动变形，称为,柔流褶皱作用,。形成的褶皱称为柔流褶皱，其形态极为复杂，无一定规律。,影响褶皱发育的因素,内因：岩层的成层性、厚度、层间黏结程度、岩石的力学性质等。,外因：岩层在形成褶皱构造的过程中所经历的地质环境，包括地壳运动的次数、应力作用的方式、应变速率、埋藏深度和基底构造等。,1,、岩层的层理对褶皱发育的影响,2,、岩层的厚度、粘度比对褶皱发育的影响,3,、多层岩层对褶皱发育的影响,（,1,）接触应变带的概念,（,2,）强硬层间距离对褶皱形态的影响,4,、岩层经历的地质环境对褶皱发育的影响,（,1,）地壳运动次数的影响,（,2,）应力作用方式的影响,（,3,）岩层应变速率的影响,（,4,）岩层埋藏深度的影响,（,5,）基底对盖层褶皱的影响,第六节 褶皱的观察和研究,1,、褶皱基本形式的确定,2,、褶皱要素的测定,3,、褶皱类型的确定,4,、褶皱形态深部变化的研究,5,、叠加褶皱的研究,叠加褶皱,又称重褶皱，是指已经褶皱的岩层再次弯曲变形而形成的褶皱。,6,、褶皱形成时代的确定,7,、表示褶皱的地质图件,（,1,）地形地质图 （,2,）横剖面图,（,3,）纵剖面图,（,4,）煤层底板等高线图,