構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-褶皺

構(gòu)造地質(zhì)第四章褶皺(fold)學(xué)豎直褶皺褶皺直立傾伏褶皺斜臥褶皺的產(chǎn)狀類(lèi)型平臥褶皺斜歪傾伏褶皺直立水平褶皺軸面分類(lèi)實(shí)例：136°∠30斜歪水平褶皺°，樞紐側(cè)伏角40°(E)第4章褶皺(fold)主要內(nèi)容：1.褶皺和褶皺要素2.褶皺的幾何形態(tài)及褶皺的描述3.褶皺的類(lèi)型及褶皺的組合型式4.褶皺的形成機(jī)制5.褶皺構(gòu)造的觀察和研究一、褶皺形成機(jī)制的基本類(lèi)型

1、縱彎褶皺作用

2、橫彎褶皺作用

3、剪切褶皺作用

4、柔流褶皺作用侏羅山式褶皺穹隆鹽底辟?gòu)?fù)向斜、復(fù)背斜二、褶皺形成中的壓扁作用巖層在順層擠壓作用下，總是要引起平行于主壓應(yīng)力方向的縮短和垂直于主壓應(yīng)力方向的伸長(zhǎng)，即壓扁作用。壓扁作用對(duì)褶皺的形態(tài)及其中應(yīng)變分布（伴生小褶皺）有明顯影響。

巖層在縱彎褶皺過(guò)程中，在垂直s1方向上發(fā)生壓扁作用，其結(jié)果：

1、應(yīng)變橢球的長(zhǎng)軸(λ1)逐漸趨向與軸面平行。

2、翼部趨薄，轉(zhuǎn)折端趨厚，向相似褶皺和頂厚褶皺轉(zhuǎn)化。

3、使巖石中的鮞粒、礫石及具對(duì)稱(chēng)要素的化石發(fā)生變形

4、翼部的能干巖層拉伸成香腸、透鏡狀，不能干巖層形成軸面劈理，兩者互層巖層出現(xiàn)“無(wú)根鉤狀褶皺”。

5、夾在厚層不能干巖層之間的薄能干巖層可以形成層間褶皺。強(qiáng)烈壓扁作用對(duì)褶皺的影響薄能干巖層的層間褶皺形成過(guò)程三、影響褶皺形成的主要因素

1.層理的作用：

沿層理面容易發(fā)生滑動(dòng)，有利于褶皺的形成(如：頁(yè)間粘結(jié)一起的書(shū)褶皺較為困難)。

結(jié)構(gòu)均一的塊狀巖體受力變形時(shí)，巖體被壓縮，可能在與主壓應(yīng)力垂直的方向上發(fā)育有劈理或片理的擠壓帶或其它方向的斷裂，而不形成褶皺。

層理或成層構(gòu)造使巖石具不均一性，致使巖層受力發(fā)生變形時(shí)，可以通過(guò)層間滑動(dòng)或?qū)觾?nèi)物質(zhì)塑性流動(dòng)而彎曲成褶皺。

2、巖層厚度的影響：

巖層厚度越薄，形成褶皺的波長(zhǎng)越小，曲率越大，褶皺越緊閉。

相反，厚巖層

3.巖層力學(xué)性質(zhì)的影響：

1)強(qiáng)弱巖層組合地層形成的褶皺，強(qiáng)巖層通常呈等厚、較平緩開(kāi)闊，轉(zhuǎn)折端常見(jiàn)扇狀楔形張節(jié)理；

2)弱巖層常為頂厚、較緊閉，轉(zhuǎn)折端見(jiàn)反扇形劈理。扇形楔狀張節(jié)理與反扇形流劈理

3）強(qiáng)巖層對(duì)整套地層的褶皺起控制作用。2、獨(dú)立小褶皺：與主褶皺既無(wú)成因聯(lián)系，也無(wú)向斜構(gòu)造，負(fù)向地形上出現(xiàn)背斜構(gòu)造。褶皺形成時(shí)代與不整合所代壓扁作用對(duì)褶皺的形態(tài)及其中應(yīng)變分布（伴生小褶皺）有四、褶皺的形成時(shí)代確定能成長(zhǎng)發(fā)育，而其中某一波長(zhǎng)在變形過(guò)程中發(fā)理的擠壓帶或其它方向的斷裂，而不形成褶皺。3)觀察分析褶皺的出露形態(tài)和平面形態(tài)(不同1)逐漸趨向與軸面平行。直立水平褶皺軸面分類(lèi)實(shí)例：在緩慢變形中，即使在近地表、壓應(yīng)力很小，巖層應(yīng)力方向的縮短和垂直于主壓應(yīng)力方向的伸長(zhǎng)，即壓褶皺構(gòu)造的觀察和研究隔檔式褶皺、隔槽式褶褶皺形成時(shí)代與不整合所代

4.巖層埋藏深度及應(yīng)變速率對(duì)褶皺形成的影響

較深的埋藏意味著較高的溫度和壓力，致使巖石韌性增大，故有利于褶皺的形成。

反之，巖石趨向于形成斷裂。

作用力大，應(yīng)變速率很大，巖石表現(xiàn)為彈性，即使在地下一定深度，巖層也會(huì)呈彈性彎曲或斷裂；

在緩慢變形中，即使在近地表、壓應(yīng)力很小，巖層也會(huì)發(fā)生蠕變而形成褶皺，甚至使韌性低的巖層發(fā)生強(qiáng)烈褶皺。

5、基底構(gòu)造對(duì)蓋層褶皺的影響1)基底憑依斷層可形成雁行褶皺；

5、基底構(gòu)造對(duì)蓋層褶皺的影響2)基底隆起，可形成大型穹??；3)基底斷裂常使蓋層形成不對(duì)稱(chēng)褶皺；4)在兩基底斷裂之間的斷塊部位常形成箱狀褶皺；5)基底波狀起伏，則可能在深層的正向地形上面出現(xiàn)向斜構(gòu)造，負(fù)向地形上出現(xiàn)背斜構(gòu)造。四、主波長(zhǎng)理論簡(jiǎn)介主波長(zhǎng)—(Biot、Ramerg)在即將發(fā)生褶皺的巖層中存在著一些低幅度正弦曲線狀的微小起伏，這些微小起伏可能在巖層受力前已經(jīng)存在，也可能是在受力初期因局部失穩(wěn)而引起的。這些不同波長(zhǎng)的起伏在褶皺形成過(guò)程中，都有可能成長(zhǎng)發(fā)育，而其中某一波長(zhǎng)在變形過(guò)程中發(fā)育最好，波幅增大也最快，最終控制褶皺的成長(zhǎng)和發(fā)育，該波長(zhǎng)稱(chēng)為主波長(zhǎng)（Wd）

縱彎褶皺的初始主波長(zhǎng)受地層中的主導(dǎo)層（強(qiáng)巖層）的厚度和相對(duì)粘度的控制。論證了褶皺中主導(dǎo)巖層的厚度及其有關(guān)的巖層力學(xué)性質(zhì)控制著彎曲作用早期的褶皺波長(zhǎng)。第4章褶皺(fold)主要內(nèi)容：1.褶皺和褶皺要素2.褶皺的幾何形態(tài)及褶皺的描述3.褶皺的類(lèi)型及褶皺的組合型式4.褶皺的形成機(jī)制5.褶皺構(gòu)造的觀察和研究一、褶皺形態(tài)的研究

1、了解區(qū)域的總體構(gòu)造輪廓：通過(guò)小比例尺地質(zhì)圖、航、衛(wèi)片，以及野外踏勘了解研究區(qū)總體構(gòu)造特征，（從大→?。０柦鹕矫}扎伊爾山準(zhǔn)噶爾盆地天山塔里木盆地

2、查明地層層序和追索標(biāo)志層：

地質(zhì)制(填)圖。

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。

3、觀測(cè)褶皺的幾何形態(tài)：

1)確定軸面和樞紐產(chǎn)狀(包括直接測(cè)量和赤平投影間接測(cè)量)；

2)確定褶皺類(lèi)型(如：等厚、相似？)；

3)觀察分析褶皺的出露形態(tài)和平面形態(tài)(不同切面有不同的形態(tài)特征)；

4)繪制剖面圖和橫截面圖。趙李坪地區(qū)地形地質(zhì)圖0500mD335°C2E200圖例J1289Q第四系砂礫巖33°35°50°30°C135°11°J210°369D3400C2E古近系紅層C1456150200300C2300251J2中侏羅統(tǒng)火山巖C2503CE150JC2312°1下侏羅統(tǒng)煤系C150120033°C3上石巖統(tǒng)灰?guī)r51°J1J211°QD311°C2中石炭統(tǒng)灰?guī)rA34°S2D3C1C2QJ2C1200150QC1下石炭統(tǒng)頁(yè)巖C330032°33°50°D3上泥盆統(tǒng)砂巖35°C2250E200C2J210°268BS2中志留統(tǒng)頁(yè)巖C1D336450°30015034°36°12°200巖層產(chǎn)狀45°J1D337°45°150250隱伏地層界線QS2250200E271250200趙李坪地區(qū)A-B向地質(zhì)剖面圖0500m400A96oB300李趙坪C3C2E200C2100C1D3S2QJ2D3C1D3C1J10(m)S2C2C3圖砂巖礫巖頁(yè)巖紅色泥巖灰?guī)r火山巖煤層例同一褶皺在不同方向切面上的形態(tài)差異二、褶皺形態(tài)的縱深變化研究

1.野外直接觀察：在大峽谷的陡崖上可以做到這一點(diǎn)。

2.從褶皺地表形態(tài)特征向下推測(cè)，例如：

頂厚（兩翼向下變?。?、平行（向下變得緊閉，變小，逐漸消失）、相似（上下形態(tài)比較一致）

3.利用物探和鉆探資料分析：

石油上依靠地震剖面資料。三、褶皺內(nèi)部小構(gòu)造研究

包括：小褶皺、節(jié)理、斷層、劈理、線理等，并特別注意兩類(lèi)小褶皺：

1、從屬褶皺：與主褶皺有成因聯(lián)系，并存在一定的幾何關(guān)系，其樞紐通常平行于主褶皺樞紐，既可以發(fā)育于強(qiáng)巖層之間的薄層弱巖層中，也可以發(fā)育于原弱巖層中的薄強(qiáng)巖層中。

2、獨(dú)立小褶皺：與主褶皺既無(wú)成因聯(lián)系，也無(wú)一定的幾何關(guān)系。四、褶皺的形成時(shí)代確定

1、角度不整合法：

褶皺形成時(shí)代與不整合所代表的時(shí)代相一致：不整合面下伏褶皺中最新地層沉積之后，上覆最老地層沉積之前。第一期：P1沉積以后，P2沉積以前；第二期：P2沉積以后，J沉積以前；第三期：J沉積以后。

2、巖性厚度法：確定同沉積褶皺的活動(dòng)時(shí)期：1層沉積時(shí)開(kāi)始褶皺；1～3層為同褶皺沉積；4～8層沉積期間無(wú)褶皺；8層沉積后又開(kāi)始褶皺。本章主要內(nèi)容

重要概念：

褶皺、背斜和向斜、圓柱狀褶皺

平行褶皺、相