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文檔簡介
構(gòu)造地質(zhì)第四章褶皺第一頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日
4褶皺4.1褶皺和褶皺要素4.2褶皺的幾何形態(tài)及褶皺的描述4.3褶皺的類型及褶皺的組合型式4.4褶皺的形成機制4.5褶皺的觀察和研究基本概念及幾何學(xué)特征運動及動力學(xué)特征研究內(nèi)容、方法和意義等第二頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日一、褶皺及褶皺要素褶皺的概念
——由巖石或巖層受力而發(fā)生的連續(xù)彎曲變形,是巖石塑性變形的表現(xiàn)。由存在于巖石中的各種面(例如層理面)發(fā)生彎曲而顯示出來。第三頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日一、褶皺及褶皺要素褶皺的概念
褶皺構(gòu)造是地殼分布最廣的一種構(gòu)造型式之一,尤其在沉積巖層中最為發(fā)育。第四頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日一、褶皺及褶皺要素褶皺的規(guī)模
foldsexistatallscalesfrom<mmtoentiremountainranges第五頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日川東隔檔式大型褶皺一、褶皺及褶皺要素褶皺的規(guī)模第六頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日一、褶皺及褶皺要素研究褶皺構(gòu)造的意義理論意義:地質(zhì)構(gòu)造的形成規(guī)律和演化史實踐意義:礦產(chǎn)資源、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)第七頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日一、褶皺及褶皺要素褶皺形態(tài)的基本形式背斜:巖層變形向上彎曲,其核心部位的巖層時代較老,兩側(cè)巖層的時代依次(對稱)變新。向斜:巖層變形向下彎曲,其核心部位的巖層時代較新,兩側(cè)巖層時代依次(對稱)變老。背斜向斜第八頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日一、褶皺及褶皺要素褶皺形態(tài)的基本形式第九頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日仰起一、褶皺及褶皺要素褶皺形態(tài)的基本形式第十頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日一、褶皺及褶皺要素褶皺形態(tài)的基本形式??第十一頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日背斜在哪里向斜在哪里一、褶皺及褶皺要素褶皺形態(tài)的基本形式??第十二頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日一、褶皺及褶皺要素褶皺形態(tài)的基本形式第十三頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日一、褶皺及褶皺要素褶皺形態(tài)的基本形式背形:巖層變形向上彎曲,但是巖層的新老層序不明,或者褶皺的面不是沉積巖巖層面而是其它的構(gòu)造面。向形:巖層變形向下彎曲,但是巖層的新老層序不明,或者褶皺的面不是沉積巖巖層面而是其它的構(gòu)造面。第十四頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日一、褶皺及褶皺要素褶皺要素(基本組成部分)核部:泛指褶皺中心部位的巖層,簡稱核。
翼部:泛指褶皺核部兩側(cè)的地層,簡稱翼。核部翼翼第十五頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日一、褶皺及褶皺要素褶皺要素(基本組成部分)核部:通常在地表是指褶曲中心部位出露的地層。
翼部:指褶皺核部兩側(cè)的地層,簡稱翼。核部翼翼第十六頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日一、褶皺及褶皺要素褶皺要素(基本組成部分)樞紐:在褶皺的橫剖面上,同一褶皺巖層的各最大彎曲點的連線。
巖層面樞紐軸面核翼翼軸面第十七頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日一、褶皺及褶皺要素褶皺要素(基本組成部分)軸面:一個褶皺內(nèi)各相鄰褶皺面上的樞紐連成的面,它是大致平分褶皺兩翼的對稱面。軸面是一個假象的面(標志性結(jié)構(gòu)面),它可以是平面,也可是曲面。巖層面樞紐軸面核翼翼軸面第十八頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日一、褶皺及褶皺要素褶皺要素(基本組成部分)軸跡:
褶皺軸面與地面的交線轉(zhuǎn)折端:
褶皺一翼向另一翼過渡的的部分。巖層面樞紐軸面核翼翼軸面第十九頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日一、褶皺及褶皺要素褶皺要素(基本組成部分)脊、脊線、脊面:
背斜或背形的同一褶皺面的各橫剖面上的最高點稱為脊;它們地連線稱為脊線;若干相鄰褶皺面上地脊線聯(lián)成的面稱為脊面。槽、槽線、槽面:向斜或向形的同一褶皺面的各橫剖面上的最低點稱為槽;它們地連線稱為槽線;若干相鄰褶皺面上地槽線聯(lián)成的面稱為槽面。脊跡和槽跡:
脊面和槽面與地面的交線。第二十頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日一、褶皺及褶皺要素褶皺要素(基本組成部分)第二十一頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日
面理產(chǎn)狀要素:傾向、傾角、走向側(cè)伏向側(cè)伏產(chǎn)狀側(cè)伏角
線理產(chǎn)狀要素
傾伏向傾伏產(chǎn)狀傾伏角
一、褶皺及褶皺要素褶皺軸面和褶皺樞紐的測定第二十二頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日
一、褶皺及褶皺要素褶皺軸面和褶皺樞紐的測定圖中褶皺樞紐BF的傾伏角γ為∠F’BF,其傾伏方向為BF線箭頭所指方位。
樞紐BF與軸面走向線AB在軸面上的銳夾角θ即為樞紐在在軸面上的側(cè)伏角,BA線向A的方位即為側(cè)伏方向。
小型褶皺的樞紐可在野外用羅盤測得,而大型褶皺的樞紐則用赤平投影來求解。第二十三頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日
一、褶皺及褶皺要素褶皺軸面和褶皺樞紐的測定軸面在赤平投影圖上為一平面大圓,樞紐則是位于軸面大圓上的一個投影極點b。
線狀構(gòu)造(樞紐)的側(cè)伏角q、傾伏角g和它所在的構(gòu)造面(軸面)的傾角a三者之間存在一定的幾何關(guān)系:
sing=sinqsina第二十四頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日
一、褶皺及褶皺要素褶皺的波長與波幅褶皺包絡(luò)面:與連續(xù)的幾個或所有褶皺的某一褶皺面相切的面(S0)。拐點:連續(xù)周期性波狀曲線上,上凸和下凹部分的分界點(i)。褶皺中間面:位于兩相鄰包絡(luò)面正中連接各個褶皺的拐點的連線(m)。第二十五頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日
一、褶皺及褶皺要素褶皺的波長與波幅波長:
兩個同相位拐點的距離(W)。波幅:
相鄰兩個包絡(luò)面之間垂直距離的一半(A)。第二十六頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日
一、褶皺及褶皺要素褶皺的波長與波幅波長:
兩個同相位拐點的距離(W)。波幅:
相鄰兩個包絡(luò)面之間垂直距離的一半(A)。不對稱波形的褶皺波長和波幅的量度與對稱褶皺的量度方法一致。自然界的復(fù)雜性!第二十七頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日
二、褶皺的幾何形態(tài)及褶皺的描述第二十八頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日
二、褶皺的幾何形態(tài)及褶皺的描述正確認識和描述褶皺的幾何形態(tài)是研究褶皺的基礎(chǔ),分析褶皺要素的特征并測量其產(chǎn)狀,才能形象地恢復(fù)褶皺的空間幾何形態(tài)。第二十九頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日
二、褶皺的幾何形態(tài)及褶皺的描述正確認識和描述褶皺的幾何形態(tài)是研究褶皺的基礎(chǔ),分析褶皺要素的特征并測量其產(chǎn)狀,才能形象地恢復(fù)褶皺的空間幾何形態(tài)。正確認識和描述褶皺的幾何形態(tài)是研究褶皺的基礎(chǔ),分析褶皺要素的特征并測量其產(chǎn)狀,才能形象地恢復(fù)褶皺的空間幾何形態(tài)。第三十頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日
二、褶皺的幾何形態(tài)及褶皺的描述褶皺的幾何形態(tài)圓柱狀褶皺:
由一條直線平行自身移動而形成彎曲面的這種幾何形態(tài)的褶皺。非圓柱狀褶皺:第三十一頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日
二、褶皺的幾何形態(tài)及褶皺的描述褶皺的幾何形態(tài)圓柱狀褶皺和非圓柱狀褶皺:第三十二頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日
二、褶皺的幾何形態(tài)及褶皺的描述褶皺形態(tài)的描述(剖面和平面)橫剖面形態(tài)的描述根據(jù)褶皺的軸面產(chǎn)狀和兩翼巖層產(chǎn)狀直立褶皺斜歪褶皺倒轉(zhuǎn)褶皺翻卷褶皺平臥褶皺第三十三頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日直立褶皺第三十四頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日斜歪褶皺第三十五頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日倒轉(zhuǎn)褶皺第三十六頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日平臥褶皺第三十七頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日
二、褶皺的幾何形態(tài)及褶皺的描述褶皺形態(tài)的描述(剖面和平面)橫剖面形態(tài)的描述根據(jù)褶皺的對稱性
(1)
對稱褶皺:褶皺軸面與褶皺包絡(luò)面垂直,而且兩翼的長度和厚度也基本相等。(2)不對稱褶皺:褶皺的軸面與該褶皺的包絡(luò)面斜交,而且兩翼的長度和厚度不相等第三十八頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日
二、褶皺的幾何形態(tài)及褶皺的描述褶皺形態(tài)的描述(剖面和平面)橫剖面形態(tài)的描述根據(jù)翼間角的大小翼間角:構(gòu)成褶皺兩翼的同一褶皺面的拐點的切線的夾角。根據(jù)褶皺翼間角的大小不同,可將褶皺描述為:平緩褶皺、開闊褶皺、閉合褶皺、緊閉褶皺和等斜褶皺。第三十九頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日平緩褶皺(背斜)二、褶皺的幾何形態(tài)及褶皺的描述第四十頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日二、褶皺的幾何形態(tài)及褶皺的描述緊閉褶皺第四十一頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日二、褶皺的幾何形態(tài)及褶皺的描述閉合褶皺第四十二頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日
二、褶皺的幾何形態(tài)及褶皺的描述褶皺形態(tài)的描述(剖面和平面)橫剖面形態(tài)的描述根據(jù)褶皺面(或轉(zhuǎn)折端)的彎曲形態(tài)圓弧褶皺尖棱褶皺箱狀褶皺扇狀褶皺撓曲第四十三頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日
二、褶皺的幾何形態(tài)及褶皺的描述褶皺形態(tài)的描述(剖面和平面)橫剖面形態(tài)的描述根據(jù)褶皺的樞紐產(chǎn)狀
(1)水平褶皺:樞紐水平,在平面地質(zhì)圖上表現(xiàn)為褶皺兩翼各相應(yīng)巖層的走向線平行延伸。
(2)傾斜褶皺:樞紐產(chǎn)狀傾斜,在平面地質(zhì)圖上表現(xiàn)為褶皺兩翼相應(yīng)巖層的走向線不平行延伸,并在延伸一定距離后,兩相應(yīng)走向線相交于一點,甚至形成巖層走向線圈閉。第四十四頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日
二、褶皺的幾何形態(tài)及褶皺的描述褶皺形態(tài)的描述(剖面和平面)橫剖面形態(tài)的描述根據(jù)褶皺巖層中各層彎曲形態(tài)的相互關(guān)系協(xié)調(diào)褶皺:褶皺中各巖層彎曲形態(tài)保持一致或作有規(guī)律的漸變過渡關(guān)系。不協(xié)調(diào)褶皺:褶皺各巖層彎曲的形態(tài)明顯不同,呈現(xiàn)褶皺大小、形態(tài)各異,致使各層的褶皺型式出現(xiàn)突變或不具幾何規(guī)律。第四十五頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日
二、褶皺的幾何形態(tài)及褶皺的描述褶皺形態(tài)的描述(剖面和平面)平面形態(tài)的描述線狀褶皺:縱向和橫向長度比=10:1穹窿和構(gòu)造盆地:縱向和橫向長度比<3:1短軸褶皺:縱向和橫向長度比=3:1~10:1第四十六頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日
三、褶皺的類型及褶皺的組合型式褶皺的產(chǎn)狀類型ABC里卡德(Rickard)在總結(jié)前人研究褶皺產(chǎn)狀分類的基礎(chǔ)上,根據(jù)褶皺軸面傾角、樞紐傾伏角和側(cè)伏角這三個變量,繪制了一個三角網(wǎng)圖,對褶皺產(chǎn)狀作三維的定量研究。第四十七頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日三、褶皺的類型及褶皺的組合型式褶皺的產(chǎn)狀類型801080801010I區(qū):直立水平褶皺II區(qū):直立傾伏褶皺III區(qū):傾豎褶皺IV區(qū):斜歪水平褶皺V區(qū):平臥褶皺VI區(qū):斜歪傾伏褶皺VII區(qū):斜臥褶皺第四十八頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日三、褶皺的類型及褶皺的組合型式褶皺橫截面的幾何類型平行褶皺和相似褶皺平行褶皺(同心褶皺)各巖層成平行彎曲,同一巖層厚度基本一致的。具有一個共同的曲率中心,向外弧方向曲率變小,褶皺變平緩;向內(nèi)弧方向曲率變大,褶皺巖層變得緊閉或成尖棱褶皺。多發(fā)育于巖石力學(xué)性質(zhì)較為一致的強硬巖層和地殼較淺部的構(gòu)造層次中。第四十九頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日三、褶皺的類型及褶皺的組合型式褶皺橫截面的幾何類型平行褶皺和相似褶皺相似褶皺各巖層彎曲的形態(tài)相似,各巖層的曲率基本不變。褶皺沒有共同的曲率中心。同一巖層的真厚度在翼部變薄,在轉(zhuǎn)折端變厚;在平行褶皺軸面量度的巖層厚度在褶皺各部位大致相等。這類褶皺多發(fā)育于軟弱巖層中,出現(xiàn)在地殼中部和深部構(gòu)造層次中。第五十頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日三、褶皺的類型及褶皺的組合型式褶皺橫截面的幾何類型蘭姆賽的褶皺幾何分類:據(jù)褶皺層的等傾斜線型式和厚度變化參數(shù)所反映的相鄰褶皺面的曲率關(guān)系。Ⅰ型:內(nèi)弧收斂,其曲率大于外弧。Ⅱ型:等傾斜線平行等長,曲率相等。Ⅲ型:等傾斜線向外收斂,外弧曲率大于內(nèi)弧。第五十一頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日三、褶皺的類型及褶皺的組合型式褶皺橫截面的幾何類型蘭姆賽的褶皺幾何分類:等傾斜線:褶皺層上、下褶皺面傾角相等的切點的連線。第五十二頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日三、褶皺的類型及褶皺的組合型式同沉積褶皺1.褶皺兩翼傾角一般是上部平緩,往下逐漸變陡,褶皺總的形態(tài)多為開闊褶皺。2.在背斜頂部巖層變薄(有的層位甚至缺失),而兩翼巖層厚度卻有逐漸加大的趨勢;如果是向斜,其中心部位的巖層厚度往往最大。3.巖層的結(jié)構(gòu)構(gòu)造明顯受褶皺構(gòu)造控制,背斜頂部常沉積淺水的粗粒物質(zhì),而向斜的中心則沉積細粒為主。?不同第五十三頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日三、褶皺的類型及褶皺的組合型式底辟構(gòu)造和鹽丘底辟構(gòu)造:是地下高韌性的巖體,如巖鹽、石膏、粘土或煤層等,在構(gòu)造力的作用下,或者由于巖石物質(zhì)之間密度的差異引起的浮力的作用下,向上流動并擠入上覆巖層之中而形成的一種構(gòu)造。巖漿底辟第五十四頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日穹隆構(gòu)造隆起中心在丫口后山,水系從隆起中心向四周呈放射狀分布。
火大壩2100m瀾滄江黑河燒寨溝丫口后山三、褶皺的類型及褶皺的組合型式底辟構(gòu)造和鹽丘第五十五頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日三、褶皺的類型及褶皺的組合型式底辟構(gòu)造和鹽丘鹽丘:由于巖鹽和石膏向上流動并擠入圍巖,使上覆巖層發(fā)生拱曲隆起而形成的一種構(gòu)造。鹽核內(nèi)變形復(fù)雜多樣、大小各異的褶皺;其上覆巖層往往形成穹隆或短軸背斜,鹽核與圍壓常為陡傾的斷層接觸,圍巖傾角也變陡。環(huán)狀或放射狀正斷層;周緣向斜;鹽丘頂部易成盆地;經(jīng)濟價值;等。第五十六頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日三、褶皺的類型及褶皺的組合型式褶皺的組合型式及其分布在地殼的一定范圍內(nèi),褶皺都不是孤立存在的,它們多是以不同形態(tài)、不同規(guī)模、不同級次以一定的組合型式展布。在成因上有聯(lián)系的一系列背斜和向斜組成的具有一定幾何規(guī)律的褶皺的總體樣式,稱為褶皺的組合型式。研究褶皺的組合型式對探討和研究褶皺發(fā)育地殼的大地構(gòu)造屬性、褶皺的形成機制、區(qū)域應(yīng)變狀況、地殼運動性質(zhì)具有重要意義。第五十七頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日三、褶皺的類型及褶皺的組合型式褶皺的組合型式及其分布穹窿和構(gòu)造盆地:常發(fā)育于構(gòu)造變形較微弱的地臺蓋層中,其下伏基底剛性較高。除受底劈作用形成外,還常受基底的隆起形態(tài)、斷裂構(gòu)造和區(qū)域構(gòu)筑所控制。第五十八頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日三、褶皺的類型及褶皺的組合型式褶皺的組合型式及其分布雁行褶皺(斜列式褶皺)成因左行和右行第五十九頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日三、褶皺的類型及褶皺的組合型式褶皺的組合型式及其分布侏羅山式褶皺(Jura-typefolds):代表性構(gòu)造是隔檔式褶皺和隔槽式褶皺。隔檔式褶皺又稱梳狀褶皺,由一系列平行排列的背斜和向斜構(gòu)造組成,其特征是背斜窄而緊閉,發(fā)育完整,在平面上呈線狀延伸;而兩個背斜之間的向斜則平緩開闊。第六十頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日三、褶皺的類型及褶皺的組合型式褶皺的組合型式及其分布侏羅山式褶皺(Jura-typefolds):代表性構(gòu)造是隔檔式褶皺和隔槽式褶皺。隔槽式褶皺由一系列平行排列的背斜和向斜構(gòu)造組成,其特征是與隔檔式褶皺相反,向斜窄而緊閉,發(fā)育完整,在平面上呈線狀延伸;而兩個向斜之間的背斜則平緩開闊,剖面形態(tài)常呈箱狀。第六十一頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日三、褶皺的類型及褶皺的組合型式褶皺的組合型式及其分布侏羅山式褶皺(Jura-typefolds):代表性構(gòu)造是隔檔式褶皺和隔槽式褶皺。隔檔式和隔槽式這兩類組合型式的褶皺的共同特點是,背斜和向斜的變形強度不同,較緊閉的褶皺和較開闊的褶皺相間平行排列。這種類型的褶皺因其在歐洲的侏羅山發(fā)育完美而稱其侏羅山式褶皺。其成因是沉積蓋層沿剛性的基底上底軟弱層滑脫變形而形成的。成因1成因2第六十二頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日三、褶皺的類型及褶皺的組合型式褶皺的組合型式及其分布復(fù)背斜和復(fù)向斜:由多級褶皺組成的巨大的背斜和向斜。多形成于沉積巖層巨厚的地區(qū),后遭地殼運動強烈水平擠壓,巖層褶皺斷裂,隆升造山,形成一系列復(fù)式褶皺。第六十三頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日三、褶皺的類型及褶皺的組合型式褶皺的組合型式及其分布復(fù)背斜和復(fù)向斜:由多級褶皺組成的巨大的背斜和向斜。第六十四頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日三、褶皺的類型及褶皺的組合型式褶皺的組合型式及其分布復(fù)背斜和復(fù)向斜:由多級褶皺組成的巨大的背斜和向斜。第六十五頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制褶皺的形成經(jīng)歷了一個漫長、復(fù)雜的變形過程,它們的形成與多種內(nèi)在的和外在的因素有關(guān);褶皺的形成方式與受力狀態(tài)、變形環(huán)境、以及巖層的巖石力學(xué)性質(zhì)有著密切的關(guān)系。在不同的條件和環(huán)境下,形成的褶皺的類型、形態(tài)、樣式是不同的。受力方式?如何變形?第六十六頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制縱彎褶皺作用概念順層擠壓而成,是地殼水平運動所致;形成大多數(shù)褶皺的受力方式;第六十七頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制縱彎褶皺作用單層巖層的縱彎褶皺作用:彎曲層外凸的一側(cè)受到平行于彎曲面的引張而拉伸。彎曲層內(nèi)凹的一側(cè)受到擠壓而壓縮。二者之間的一排小圓表現(xiàn)為既無拉伸又無壓縮,為一中和面。拉伸擠壓中和面應(yīng)變分布圖第六十八頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制縱彎褶皺作用單層巖層的縱彎褶皺作用:應(yīng)力軌跡圖第六十九頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制縱彎褶皺作用單層巖層的縱彎褶皺作用:變形第七十頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制縱彎褶皺作用物質(zhì)再分配或運動方向:彎滑、彎流彎滑作用:指一系列巖層在側(cè)向擠壓作用中通過層間滑動而發(fā)生彎曲成為褶皺的作用。彎流作用:是指縱彎褶皺作用使巖層發(fā)生彎曲變形時,巖層間不僅發(fā)生層間滑動,而且?guī)r層的內(nèi)部還出現(xiàn)物質(zhì)流動現(xiàn)象;上下巖層面對褶皺層內(nèi)物質(zhì)的流動起著控制作用。第七十一頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制縱彎褶皺作用物質(zhì)再分配或運動方向:彎滑作用在發(fā)生縱彎褶皺的一套巖層中,各單層有各自的中和面,而整個褶皺沒有中和面。各相鄰褶皺面保持平行關(guān)系,各單層的真厚度在褶皺的各部位基本一致。因而縱彎引起的彎滑作用往往形成平行褶皺。第七十二頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制縱彎褶皺作用物質(zhì)再分配或運動方向:彎滑作用縱彎褶皺作用引起的層間滑動是有規(guī)律的,背斜中各相鄰的上層向背斜轉(zhuǎn)折端滑動,而各相鄰的下層則向相反方向-即向相鄰的向斜的轉(zhuǎn)折端滑動。由于層間的這種差異剪切滑動作用,在強硬巖層的翼部可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)剪節(jié)理和同心節(jié)理。第七十三頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制縱彎褶皺作用物質(zhì)再分配或運動方向:彎滑作用由于層間滑動產(chǎn)生的上下巖層之間的摩擦,可在層面上形成層面擦痕,這些線狀擦痕的延伸方向與褶皺的樞紐延伸方向垂直。樞紐第七十四頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制縱彎褶皺作用物質(zhì)再分配或運動方向:彎滑作用由于兩翼巖層的層間相對滑動,往往在褶皺的轉(zhuǎn)折端形成空隙空間,造成虛脫現(xiàn)象,這些虛脫空間若后來被成礦物質(zhì)充填,則可以形成鞍狀的礦床或礦體。第七十五頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制縱彎褶皺作用物質(zhì)再分配或運動方向:彎滑作用在兩個強硬巖層之間夾有層理發(fā)育的韌性巖層的條件下,巖層發(fā)生縱彎褶皺作用時,則會在層間滑動的剪切力偶的作用下,在韌性的薄巖層中會產(chǎn)生層間小褶皺。位于主褶皺翼部的這些層間小褶皺為部對稱褶皺,層間小褶皺的軸面與它們上、下相鄰的強硬巖層面所夾銳角的方向,指示其相鄰巖層的相對滑動方向。第七十六頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制縱彎褶皺作用物質(zhì)再分配或運動方向:彎滑作用第七十七頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制縱彎褶皺作用物質(zhì)再分配或運動方向:彎滑作用第七十八頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制縱彎褶皺作用物質(zhì)再分配或運動方向:彎流作用層內(nèi)物質(zhì)的流動方向,是從翼部流向轉(zhuǎn)折端,并導(dǎo)致在褶皺轉(zhuǎn)折端部位巖層厚度有不同程度的增加,而褶皺翼部的巖層厚度則相對減薄,從而形成II類的相似褶皺或III類的頂厚褶皺。第七十九頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制縱彎褶皺作用物質(zhì)再分配或運動方向:彎流作用當軟巖層與硬巖層互層,受到順層擠壓時,硬巖層難以發(fā)生流動,仍形成IB型平行褶皺;而軟巖層容易發(fā)生流動并去充填由于層間滑動形成的虛脫空間,從而形成與硬巖層褶皺形態(tài)不同的頂厚褶皺。第八十頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制縱彎褶皺作用物質(zhì)再分配或運動方向:彎流作用當硬巖層中夾有一大層層理發(fā)育并相對容易流動的韌性巖層時,物質(zhì)的流動并不順其微層理發(fā)生層間差異流動,而是在主褶皺的翼部和轉(zhuǎn)折端形成從屬褶皺,這些從屬褶皺顯示了層內(nèi)物質(zhì)向轉(zhuǎn)折端流動的特征。第八十一頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制縱彎褶皺作用物質(zhì)再分配或運動方向:彎流作用在側(cè)向擠壓力作用下,軟巖層發(fā)生強烈層內(nèi)流動,可產(chǎn)生線理、劈理(兼有變質(zhì)作用)等小構(gòu)造;如果軟巖層中夾有脆性的薄層,還可形成構(gòu)造透鏡體。第八十二頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制橫彎褶皺作用概念:巖層受到與層面垂直的外力作用而發(fā)生彎曲形成的褶皺叫做橫彎褶皺作用。第八十三頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制橫彎褶皺作用特點:橫彎褶皺的巖層整體處于拉伸狀態(tài),一般不存在中和面,其應(yīng)力軌跡線圖與縱彎褶皺的應(yīng)力軌跡線圖迥然不同。第八十四頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制橫彎褶皺作用特點:橫彎褶皺作用往往形成頂薄褶皺,尤其是巖漿侵入或高韌性的巖體上拱造成的穹隆構(gòu)造更是如此;在這種情況下,褶皺頂部巖層不僅拉伸而變薄,而且還可能造成放射狀斷層或同心圓狀環(huán)形斷層;這些斷層若后來被成礦熱液充填,就會形成放射狀或同心圓狀礦體。第八十五頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日穹隆構(gòu)造隆起中心在丫口后山,水系從隆起中心向四周呈放射狀分布。
火大壩2100m瀾滄江黑河燒寨溝丫口后山四、褶皺的形成機制橫彎褶皺作用特點:第八十六頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制橫彎褶皺作用特點:橫彎褶皺作用引起的彎流作用是使巖層物質(zhì)從褶皺彎曲的頂部向翼部流動,從而形成頂部巖層薄,翼部巖層相對較厚的頂薄褶皺。這與縱彎褶皺層間物質(zhì)從翼部流向轉(zhuǎn)折端的流動方向是剛好相反的。第八十七頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制剪切褶皺作用定義:巖層沿著一系列與巖層不平行的密集劈理面(破裂面)發(fā)生差異滑動而形成褶皺的作用,又稱滑褶皺作用、被動褶皺作用。在這種褶皺作用中原始的巖層面已經(jīng)不起控制作用,只作為滑動結(jié)果的標志或參照系。與橫彎褶皺的區(qū)別?巖層面滑動面第八十八頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制剪切褶皺作用主要特點在橫剖面上平行軸面(也就是劈理面或滑動面)方向所量得的褶皺不同部位的層的“厚度”基本是相等的,剪切褶皺的典型型式是相似褶皺。第八十九頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制剪切褶皺作用主要特點剪切褶皺作用所形成的褶皺并非巖層面真正發(fā)生了彎曲變形,而是層面沿密集的平行劈理或片理面發(fā)生差異滑動而顯現(xiàn)出彎曲的外貌?;瑒用鎺r層面第九十頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制剪切褶皺作用主要特點在變質(zhì)巖中劈理和片理特別發(fā)育,因此,剪切褶皺作用多發(fā)生在變質(zhì)巖區(qū)。剪切褶皺作用往往使層理或前期的劈理、片理錯動成鋸齒狀或其它形態(tài)的褶皺。第九十一頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制柔流褶皺作用定義:柔流褶皺作用是指高韌性巖石(如巖鹽、石膏、或煤層等)或者是巖石處于高溫高壓環(huán)境下變成高韌性體,受到外力的作用,發(fā)生類似粘稠的流體那樣的流動變形,從而形成形態(tài)復(fù)雜多變的褶皺。第九十二頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制柔流褶皺作用主要特點腸狀褶皺在變質(zhì)巖或混合巖化的巖體中有些長英質(zhì)脈巖受力作用而形成的腸狀褶皺就是一種柔流褶皺。這在太古代和其它深變質(zhì)巖中是較為普遍的一種構(gòu)造現(xiàn)象,這類腸狀褶皺或者是早期侵位的巖脈在圍巖發(fā)生變形和變質(zhì)過程中發(fā)生流變而形成;或者是在強烈變形時期,貫入到褶皺巖層中的脈巖,后來又與圍巖一起變形而成。第九十三頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制柔流褶皺作用主要特點柔流褶皺作用與前面所講述的受層理控制的縱彎褶皺作用中的彎流褶皺作用常有互相過渡的現(xiàn)象,例如有些煤層遭受強烈的彎流褶皺作用時,相對較韌性的煤層會發(fā)生柔流并突破巖層的限制,在局部地段形成腸狀褶皺,造成煤層在一處變厚,在另一處變薄甚至尖滅的現(xiàn)象。第九十四頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制多納斯和帕克褶皺成因機制分類
——褶皺巖系平均韌性和各褶皺層韌性差彎曲滑動褶皺作用被動褶皺作用彎曲流動褶皺作用準彎曲褶皺作用大中小韌性差低中高最高平均韌性構(gòu)造層次中構(gòu)造層次深構(gòu)造層次第九十五頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制膝折作用
——膝折:兩翼不等長、不對稱的尖棱褶皺?!饕l(fā)生在巖性較均一的脆性薄巖層或面理化巖石中,脆性薄巖層在一定圍巖的限制下,受到與層理或面理平行或稍微斜交的壓應(yīng)力作用,使巖層發(fā)生層間滑動,但又受到某種限制,常常使滑動面發(fā)生急劇轉(zhuǎn)折而成尖棱褶皺。有關(guān)概念第九十六頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制膝折作用要素及特點
膝褶中的滑動褶皺作用常集中發(fā)生在不對稱膝褶的短翼部分,形成剪切帶,稱為膝褶帶;膝褶帶兩側(cè)的界面為膝褶面。兩個相鄰膝褶帶可以互相平行,也可呈共軛相交,形成箱狀褶皺或稱為共軛褶皺。一系列兩翼等長的對稱式尖棱褶皺常組成“人”字型褶皺。第九十七頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制膝折作用作用
膝折帶寬度隨圍壓增加而增加,可相對比較構(gòu)造變形深度。第九十八頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制褶皺形成過程中的壓扁作用巖層在側(cè)向順層擠壓力的作用下,會引起平行主壓應(yīng)力方向的縮短和垂直于主壓應(yīng)力方向的伸長,即壓扁作用。巖層在形成褶皺的整個發(fā)育過程中都有壓扁作用,壓扁作用對褶皺的形態(tài)及其內(nèi)部的應(yīng)變分布都有顯著的影響。(1)在壓扁作用下,褶皺巖層內(nèi)各點應(yīng)變狀態(tài)也隨之發(fā)生有規(guī)律的變化。軸面第九十九頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制褶皺形成過程中的壓扁作用(2)在褶皺形成過程中,因壓扁作用而使褶皺巖層的厚度也相應(yīng)發(fā)生變化,表現(xiàn)為翼部巖層變薄,轉(zhuǎn)折端巖層變厚,從而使整個褶皺由平行褶皺向相似褶皺發(fā)展。(3)壓扁作用也使諸如巖石中的鮞粒、礫石以及具對稱要素的化石或礦物晶體發(fā)生變形;對它們變形后的形狀與變形前的原始形狀進行對比,可以推斷壓扁作用的程度。第一百頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制褶皺形成過程中的壓扁作用(4)在壓扁作用下,位于褶皺翼部的脆性薄巖層往往在垂直壓縮方向的拉伸下形成石香腸、構(gòu)造透鏡體;如若是韌性巖層褶皺并經(jīng)受強烈壓扁作用,則會形成與褶皺軸面平行的密集的軸面劈理,當壓扁作用不均勻時,則會沿劈理面發(fā)生差異滑動,形成以層面為標志面的剪切褶皺。第一百零一頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制褶皺形成過程中的壓扁作用(4)當褶皺是由脆性和韌性巖層相間組成時,在經(jīng)受強烈持續(xù)的壓扁作用之后,韌性巖層就會產(chǎn)生劈理,強硬巖層則會因強烈壓扁形成“無根鉤狀褶皺”,這種變形現(xiàn)象在強烈褶皺的變質(zhì)巖區(qū)較為普遍。第一百零二頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制褶皺形成過程中的壓扁作用(6)在厚層韌性巖層(如泥巖)夾薄層強硬巖層(如石英砂巖)組成的巖系受到側(cè)向順層擠壓尚未發(fā)生褶皺時,巖系先整體平行主壓應(yīng)力方向壓縮,垂直主壓應(yīng)力方向伸長使厚度略增;在持續(xù)擠壓下,韌性厚巖層繼續(xù)壓縮,而其間的薄層強巖層則形成一系列小褶皺以適應(yīng)壓縮;隨著整個巖系在縱彎褶皺作用下形成大型主褶皺,這時強硬薄巖層中的小褶皺整體地也隨主褶皺而彎曲。這一理論較為圓滿地解釋了層間小褶皺不僅發(fā)育于大褶皺翼部,也發(fā)育在大褶皺的樞紐部這一現(xiàn)象。第一百零三頁,共一百一十二頁,2022年,8月28日四、褶皺的形成機制影響褶皺形成的主要因
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