褶皺的成因分析

褶皺的成因分析第一頁，共十三頁，2022年，8月28日褶皺的形成經(jīng)歷漫長、復(fù)雜的變形過程,它們的形成與內(nèi)在和外在因素有關(guān);褶皺的形成方式與受力狀態(tài)、變形環(huán)境以及巖層巖石力學(xué)性質(zhì)有著密切的關(guān)系。在不同條件和環(huán)境下,褶皺的類型、形態(tài)、樣式是不同的。根據(jù)褶皺的形成條件、褶皺類型及形態(tài)，可將褶皺的形成機制分為：縱彎褶皺作用、橫彎褶皺作用、剪切褶皺作用、柔流褶皺作用。褶皺成因分析－褶皺形成機制第二頁，共十三頁，2022年，8月28日根據(jù)褶皺過程中巖層的變形行為，可以劃分為：主動褶皺（彎曲褶皺）、被動褶皺（剪切褶皺）根據(jù)褶皺過程中物質(zhì)運動方式，可以劃分為：滑動褶皺作用、流動褶皺作用根據(jù)引起褶皺的作用力方式，可以劃分為：縱彎褶皺作用、橫彎褶皺作用褶皺的形成方式與其受力狀態(tài)、變形環(huán)境及其巖層的變形行為密切相關(guān)第三頁，共十三頁，2022年，8月28日主動褶皺：褶皺的形成是通過層的力學(xué)性質(zhì)和層理積極地控制著褶皺發(fā)育，又稱彎曲褶皺。形成條件：地殼中淺構(gòu)造層次（約10km以內(nèi)）。被動褶皺：層理的力學(xué)不均一性在褶皺形成過程不起主導(dǎo)作用，只是被動作為變形標(biāo)志，這種褶皺稱為被動褶皺，它的層理并沒有發(fā)生真正的彎曲，而褶皺是通過沿平行剪切面的不均勻剪切而形成的，這種褶皺又稱剪切褶皺。形成條件：地殼的下構(gòu)造層次，溫度和壓力增高，各層巖石均顯示很大韌性。巖石間的韌性差異很小，趨向于均一。主動褶皺和被動褶皺第四頁，共十三頁，2022年，8月28日流動：是指物質(zhì)的連續(xù)位移（A）。滑動：是指物質(zhì)沿著許多一定間隔的不連續(xù)面的位移（B）。流動褶皺和滑動褶皺第五頁，共十三頁，2022年，8月28日縱彎褶皺：是在平行于巖層的水平擠壓作用下，巖層失穩(wěn)而彎曲，稱為縱彎褶皺。（左圖）橫彎褶皺：是指在垂直于巖層的作用力的作用下使巖層發(fā)生彎曲，稱為橫彎褶皺。（右圖）縱彎褶皺和橫彎褶皺第六頁，共十三頁，2022年，8月28日第一節(jié)縱彎褶皺作用第七頁，共十三頁，2022年，8月28日縱彎褶皺形成的前提：巖層層理和巖層間力學(xué)性質(zhì)的差異在褶皺形成過程中起關(guān)鍵作用。如果巖石在力學(xué)性質(zhì)上是均勻巖石，則產(chǎn)生均勻壓扁；如果巖石力學(xué)性質(zhì)不一致，則：強硬層（能干層）－正弦曲線狀彎曲；

軟弱層（非能干層）－均勻壓扁。如果兩層巖石力學(xué)性質(zhì)（特別是韌性）差異較小，則兩層巖石受到總體壓扁作用。巖層在受到側(cè)向的順層擠壓力的作用后發(fā)生褶皺彎曲叫做縱彎褶皺作用第八頁，共十三頁，2022年，8月28日主導(dǎo)波長理論設(shè)有一厚度為d的高粘度（μ1）強硬層夾于低粘度（μ2）的軟弱巖層中，使其受側(cè)向擠壓而發(fā)生縱彎作用。式中：d－強硬層的厚度，μ1，μ2

－強硬層和軟弱層的粘度（μ1>μ2）。褶皺主波長與力的大小無關(guān)，只與介質(zhì)的力學(xué)性質(zhì)有關(guān)。褶皺主波長與褶皺層厚度d成正比、與強硬層和軟弱層的粘度比的立方根成正比，厚度、粘度比越大，褶皺的波長就越大?？v彎褶皺的成因機制第九頁，共十三頁，2022年，8月28日單層褶皺的發(fā)育機制當(dāng)強硬層與介質(zhì)的能干性差大時，形成腸狀褶皺。當(dāng)強硬層與介質(zhì)的能干性差小時，形成尖圓褶皺。第十頁，共十三頁，2022年，8月28日褶皺層厚度變大，波長和波幅變小，褶皺越不明顯。不同能干性差的褶皺形態(tài)第十一頁，共十三頁，2022年，8月28日縱彎褶皺的應(yīng)變分布型式可以歸納為兩種模式：中和面褶皺作用順層剪切作