構(gòu)造地質(zhì)學(xué)：第四章褶皺4

1、五、 褶皺構(gòu)造的觀察和研究 褶皺構(gòu)造研究的基本任務(wù)是,通過野外觀察和填圖,并結(jié)合各種地質(zhì)勘探(如物探。鉆探、山地工程等)手段和應(yīng)用航空照片、衛(wèi)星照片的圖象解譯等所取得的地質(zhì)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(jī)制和形成時代,為研究區(qū)的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征、褶皺與礦產(chǎn)、水文、工程地質(zhì)等關(guān)系提供基礎(chǔ)研究資料。第四章 褶 皺（一） 褶皺形態(tài)的研究: 1.了解研究區(qū)區(qū)域的總的構(gòu)造輪廓: (1)收集和閱讀研究區(qū)小比例尺的地質(zhì)圖。 (2)收集和解譯研究區(qū)的航空照片和衛(wèi)星照片。 (3) 在研究區(qū)選擇露頭良好的地帶進(jìn)行橫穿區(qū)域構(gòu)造線的路線地質(zhì)構(gòu)造觀察: 了解研究區(qū)地層的時代、巖性組合、

2、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。 第四章 褶 皺了解研究區(qū)區(qū)域的總的構(gòu)造輪廓: 第四章 褶 皺小比例尺地質(zhì)圖了解研究區(qū)區(qū)域的總的構(gòu)造輪廓: 第四章 褶 皺航空照片拍攝到的褶皺構(gòu)造了解研究區(qū)區(qū)域的總的構(gòu)造輪廓: 第四章 褶 皺航空照片拍攝到的穹隆褶皺構(gòu)造了解研究區(qū)區(qū)域的總的構(gòu)造輪廓: 第四章 褶 皺衛(wèi)星照片拍攝到的褶皺構(gòu)造2.查明研究區(qū)地層層序: 查明地層層序是研究褶皺構(gòu)造的最基礎(chǔ)的工作: (1) 首先要認(rèn)識和識別層理, 并注意區(qū)分層理與其它次生的面狀構(gòu)造。 (2) 進(jìn)行地層研究,根據(jù)巖石沉積特征、巖層

3、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(gòu)造(如斜層理、波痕、泥裂、沖刷構(gòu)造、粒序?qū)拥?和巖層中的次生小構(gòu)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(zhuǎn) ,并根據(jù)地層重復(fù)對稱分布的關(guān)系,確定背斜和向斜的存在和發(fā)育部位。 第四章 褶 皺3.追索標(biāo)志層: 所謂標(biāo)志層是指厚度不大、層位穩(wěn)定、分布廣泛,在巖石成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)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(gòu)造比較復(fù)雜,層理和層序尚未弄清等原因,褶皺構(gòu)造的認(rèn)識和確定是困難的。此時,若巖層中有符合上述

4、條件的標(biāo)志層,則可追索和填繪標(biāo)志層的方法,沿著標(biāo)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。第四章 褶 皺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(gòu)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。第四章 褶 皺 (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(jié)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(guān)系,判斷其是平行褶皺、相似褶皺還是頂薄褶皺。 (3

5、) 注意研究褶皺轉(zhuǎn)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(zhuǎn),而在轉(zhuǎn)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。 第四章 褶 皺 (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(yīng),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(jìn)行綜合分析,并結(jié)合赤平投影解析來揭示褶皺的真實形態(tài)和產(chǎn)狀。 第四章 褶 皺 (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

6、地幾何形態(tài),除了在平面地質(zhì)圖上標(biāo)繪褶皺地形態(tài)之外,還需褶皺地剖面圖從剖面地角度去觀察了解褶皺構(gòu)造。褶皺構(gòu)造地剖面圖分為橫剖面圖和橫截面圖兩種。 橫剖面圖是垂直于地面地一種剖面圖,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(zhì)圖上通過作圖切剖面而成。 第四章 褶 皺褶皺的橫剖面（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(yīng)的巖石力學(xué)性質(zhì)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(jī)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

7、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(dāng)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(diào)褶皺。 第四章 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(xì)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。 第四章 褶 皺 (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

8、龍河背斜,向下延伸至3000-5000米的二疊系時變成強(qiáng)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。 第四章 褶 皺（三） 研究褶皺內(nèi)部的小構(gòu)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(gòu)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)育于主褶皺地一定部位,與主褶皺有一定地幾何關(guān)系,并從一個側(cè)面反映出主褶皺地某些特征。通過對褶皺內(nèi)部小褶皺的觀測,分析它們所反映的巖石物質(zhì)的運動特征和應(yīng)力應(yīng)變分布情況,并結(jié)合褶皺的形態(tài)產(chǎn)狀以及組成褶皺的巖層力學(xué)性質(zhì)和巖層厚度變化等,有

9、助于探討褶皺成因機(jī)制和變形過程。 第四章 褶 皺研究褶皺內(nèi)部的小構(gòu)造: 主褶皺內(nèi)部的小褶皺主要有兩類,一類是與主褶皺有成因聯(lián)系并有一定幾何關(guān)系的從屬褶皺,它們是主褶皺變形時伴生或派生的從屬小褶皺;另一類是與主褶皺無直接成因聯(lián)系也無一定幾何關(guān)系的獨力小褶皺, 它們是主褶皺形成之后另一次構(gòu)造變形的產(chǎn)物。 第四章 褶 皺研究褶皺內(nèi)部的小構(gòu)造: 從屬褶皺主要發(fā)育于強(qiáng)巖層之間的薄層弱巖層中,也可以發(fā)育于厚的弱巖層中的薄層強(qiáng)巖層中。從屬褶皺在主褶皺的不同部位有不同的特點,位于主褶皺翼部的從屬褶皺常為不對稱褶皺,這種小褶皺的軸面與主褶皺的層面成一定的夾角,其銳夾角方向指示相鄰巖層差異運動的方向,從而可以確定

10、巖層的相對層序以及背斜、向斜的位置。 第四章 褶 皺（四） 確定褶皺的形成時代: 褶皺有的是地質(zhì)歷史中短暫的地時時期內(nèi)形成的，其形成時期總與某個時期的構(gòu)造運動（又稱“褶皺幕”）相聯(lián)系，可用不整合來分析；有的是在較長的地史時期內(nèi)逐漸形成的如同沉積褶皺，其形成時期根據(jù)沉積巖相和厚度來分析確定。 第四章 褶 皺（四） 確定褶皺的形成時代: 1.角度不整合分析法: 如果不整合面以下的一套地層發(fā)生褶皺,而不整合面之上的地層沒有發(fā)生褶皺,則褶皺形成的時代通?？醋髋c不整合所代表的時代相一致,即不整合面下伏褶皺中最新地層沉積之后,上覆最老地層層間之前。 第四章 褶 皺 1.角度不整合分析法: 如果不整合面上、

11、下均發(fā)生褶皺,但上、下巖層中的褶皺方式、方向、形態(tài)都互不相同,這種情況說明至少發(fā)生過兩次褶皺運動。褶皺形成時代也以不整合面下伏褶皺中最新地層沉積之后,上覆最老地層層間之前來確定。 第四章 褶 皺 1.角度不整合分析法: 如果不一個地區(qū)存在兩個不整合面,且兩個不整合面上、下的地層均發(fā)生褶皺,而褶皺的形態(tài)又不一樣,說明該區(qū)至少發(fā)生過三次褶皺運動,兩個不整合面之間的褶皺形成時代的確定也可參照上述的方法。 第四章 褶 皺1.角度不整合分析法: 由角度不整合面所分開的上、下兩套地層,它們各自由一套不同沉積特征和不同沉積時代的巖系組成,上、下兩套地層中形成不同形態(tài)、不同類型的褶皺,擁有不同類型和形態(tài)的斷裂、巖漿活動、變質(zhì)作用、成礦作用。這樣由兩個不整合面之間界定的一套地層的總體以及地層中發(fā)生的褶皺、斷層、巖漿活動、變質(zhì)作用和成礦作用是地殼發(fā)展歷史過程中某一構(gòu)造運動階段中形成的綜合地質(zhì)體,在構(gòu)造地質(zhì)學(xué)中稱為一個構(gòu)造層。兩個構(gòu)造層之間為區(qū)域性角度不整合接觸關(guān)系,一個構(gòu)造層的分布地區(qū)代表了這個階段構(gòu)造運動影響的范圍。 第四章 褶 皺2.巖性厚度分析法: 對于在較長的地質(zhì)歷史時期內(nèi)逐漸變形而形成的