褶皺類型與形成原因-轉(zhuǎn)

1、褶 皺巖層在形成時，一般是水平的。巖層在構(gòu)造運動作用下，因受力而發(fā)生彎曲，一個彎曲稱褶曲，如果發(fā)生的是一系列波狀的彎曲變形，就叫褶皺。褶皺是一個地質(zhì)學名詞，褶皺是巖石中的各種面（如層面、面理等）受力發(fā)生的彎曲而顯示的變形。1它是巖石中原來近于平直的面變成了曲面而表現(xiàn)出來的。形成褶皺的變形面絕大多數(shù)是層理面；變質(zhì)巖的劈理、片理或片麻理以及巖漿巖的原生流面等也可成為褶皺面；有時巖層和巖體中的節(jié)理面、斷層面或不整合面，受力后也可能變形而形成褶皺。因此，褶皺是地殼上一種常見的地質(zhì)構(gòu)造。1它在層狀巖石中表現(xiàn)得最明顯。有些褶皺的形成就像用雙手從兩邊向中央擠一張平鋪著的報紙。報紙會隆起，隆起得過高以后，頂部

2、又全彎曲塌陷。這就說明了兩種力對褶皺形成的作用。一是水平的壓縮力，一是其自身的重力。另外，褶皺也并不都是向上隆起，褶皺面向上彎曲的稱為背斜；褶皺面向下彎曲的稱為向斜。一般褶皺很少由一種力量而形成，往往是多種力量造成的。有些褶皺并不明顯，有些褶皺很顯著。它們的大小也相差懸殊，大的綿延幾公里甚至數(shù)百公里，小的卻只有幾厘米甚至只有在顯微鏡下才能看到。很多大的褶皺頂部因為表面被風化侵蝕掉而露出巖石的剖面，這樣就可以清晰地看到褶皺的樣子。巖石中面狀構(gòu)造(如層理、劈理或片理等)形成的彎曲。單個的彎曲也稱褶曲。褶皺中心部位為較老地層，兩側(cè)為較新地層，稱為背斜；褶皺中心部位為新地層，兩側(cè)為老地層，稱為向斜。在

3、地層未發(fā)生倒轉(zhuǎn)等其它特殊情況下，背斜呈背形，向斜呈向形，背斜和向斜是褶皺的兩種基本形式。褶皺的規(guī)模差別極大，小至手標本或在顯微鏡下的顯微褶皺，大至衛(wèi)星相片上的區(qū)域性褶皺。要素褶皺要素是褶皺的基本組成部分，用以描述褶皺的形態(tài)和產(chǎn)狀。包括：核（core），系值褶皺的中心部位的巖層。背斜的核是該褶皺中最老的地層，向斜的核是該褶皺中最新的地層。翼（limb），泛指褶皺兩側(cè)比較平直的部位。當背斜和向斜相連時，有一翼是兩者共用的。 轉(zhuǎn)折端（hinge zone of fold），指褶皺面（如巖層面）從一翼過渡到另一翼的彎曲部分。轉(zhuǎn)折端的的形態(tài)有圓弧狀、尖棱狀、箱狀和膝狀等，據(jù)此分別將褶皺描述為圓弧褶皺(a

4、)、尖棱褶皺(b)、箱狀褶皺(c)、扇狀褶皺(d)和撓曲(e)等。樞紐（hinge zone of fold），指單一褶皺面（如巖層面）上最大彎曲點的連線。樞紐可以是直線，也可以是曲線和折線。樞紐的空間產(chǎn)狀可以是水平的、傾斜的或直立的。軸面（axial plane），各相鄰褶皺面（如巖層面）的樞紐連成的面稱為軸面，軸面是一個設想的標志面，它可以是平直面，可以是曲面，軸面與地面或其他任何面的交線稱軸跡。1拐點，為連續(xù)地周期性波形曲線上，上凸與下凹部分的分界點。即褶皺翼部曲率為零的點。脊線和槽線，同一背形褶皺面的最高點的連線稱為脊線；反之，同一向形褶皺面的最低點的連線稱為槽線。分類一般依據(jù)褶皺的位

5、態(tài)或其在空間的產(chǎn)狀和褶皺的形態(tài)進行幾何分類。1、位態(tài)分類或產(chǎn)狀分類根據(jù)單個褶皺的樞紐及軸面的產(chǎn)狀分為：直立水平褶皺，軸面近于直立(傾角8090)，樞紐近于水平(010)；直立傾伏褶皺，軸面近于直立，樞紐傾伏角1070；傾豎褶皺，軸面和樞紐均近于直立；斜歪水平褶皺，軸面傾斜(傾角2080)，樞紐近水平；斜歪傾伏褶皺，軸面傾斜，樞紐傾伏；平臥褶皺，軸面和樞紐均近于水平；斜臥褶皺，軸面和樞紐的傾向和傾角基本一致，軸面傾角2080。褶皺2、形態(tài)分類以在與褶皺軸相垂直的正交剖面上的形態(tài)進行劃分。根據(jù)組成褶皺的巖層厚度變化或各層的曲率變化，利用層的等斜線型式來表示。等斜線即同一翼的相鄰褶皺面上其切線傾角相

6、等的切點的聯(lián)線。據(jù)此可分為3個類型：1型，等斜線在背形中成正扇形向內(nèi)弧收斂，即內(nèi)弧的曲率比外弧的大。根據(jù)其收斂的程度和層的厚度變化可進一步分為3個亞類：IA型褶皺的等斜線強烈收斂，褶皺層的厚度在轉(zhuǎn)折端比翼部的薄，也稱頂薄褶皺；IH型是理想的平行褶皺，等斜線垂直層面，上下層面互相平行，褶皺層厚度在各處相等，也稱等厚褶皺；IC型褶皺的等斜線略微收斂，層的厚度在轉(zhuǎn)折端比翼部的略厚。2型，等斜線互相平行，層的厚度在轉(zhuǎn)折端明顯大于翼部，但在平行軸面方向上測量的視厚度則各處相等。這類褶皺各層的曲率相同，各層形態(tài)相似，故稱相似褶皺。3型，等斜線在背形中呈反扇形向外弧收斂，層的厚度在轉(zhuǎn)折端明顯大于翼部，也稱頂

7、厚褶皺。3、根據(jù)組成褶皺的各褶皺面之間的幾何關系分類協(xié)調(diào)褶皺，各褶皺面的彎曲形態(tài)一致或作有規(guī)律的變化，如平行褶皺和相似褶皺；不協(xié)調(diào)褶皺，各褶皺面的彎曲形態(tài)彼此有明顯的不同，層的厚度變化很不規(guī)則。組合形式在同一次構(gòu)造變形中形成的有成因聯(lián)系的一系列背斜和向斜組成有規(guī)律的幾何型式。褶皺的組合型式是區(qū)域構(gòu)造應力場、變形時的溫壓條件和組成褶皺巖層性質(zhì)的綜合反映。代表性的組合型式有3種：阿爾卑斯式褶皺，又稱全形褶皺。由一系列線狀褶皺組成褶皺帶，所有褶皺的走向與褶皺帶走向基本一致，背斜向斜連續(xù)波狀的同等發(fā)育，不同級別的褶皺組合成巨大的復背斜和復向斜。侏羅山式褶皺，又稱過渡型褶皺。由一系列近于平行而間隔的褶皺

8、組成，背斜和向斜的發(fā)育程度不同。典型的侏羅山式褶皺是背斜緊閉而明顯，但兩個背斜之間的向斜平緩開闊而不顯，褶皺層厚基本不變，為等厚褶皺，這種背斜緊閉而向斜開闊的褶皺也稱隔擋式褶皺，如中國四川的華鎣山褶皺。反之，向斜緊閉而明顯但兩個向斜之間的背斜平緩開闊并常呈箱狀的褶皺，稱為隔槽式褶皺。日耳曼式褶皺，又稱斷續(xù)褶皺。發(fā)育于構(gòu)造變形十分微弱的地臺蓋層中，以圓形的穹隆或長圓形的短軸背斜為主，翼部傾角極緩。它們可以孤立地產(chǎn)出于近水平的巖層中，也可以成群地出現(xiàn)并有規(guī)律的定向排列，如雁列式短背斜。形成機制褶皺的形成機制與其受力方式、變形環(huán)境及巖層的變形行為密切相關。不同的形成機制在不同的條件下起作用，常見的有

9、：1?？v彎褶皺作用巖層受到順層擠壓作用而形成褶皺。一般認為巖層在褶皺前處于初始的水平狀態(tài)，所以縱彎褶皺作用是地殼受水平擠壓的結(jié)果。巖層間的力學性質(zhì)差異在褶皺形成中起著主導作用。如巖系中各層力學性質(zhì)很不一致，則在順層擠壓下，強硬層就會失穩(wěn)而發(fā)生正弦曲線狀彎曲，形成等厚褶皺；相對軟的層作為介質(zhì)，在均勻壓扁的同時被動地調(diào)整和適應由強硬層引起的彎曲形態(tài)。進一步擠壓下，強硬層的褶皺變得越緊閉，可使翼部被壓扁而成IC型褶皺。如巖系中各層力學性質(zhì)差異較小且平均韌性較大，則強和弱的巖層在褶皺的同時共同受到總體的壓扁，可形成IC型到3型的褶皺?？v彎褶皺的軸面垂直擠壓方向，褶軸與中間應變軸一致。2。橫彎褶皺作用巖

10、層受到與層面近于垂直的力而發(fā)生彎曲的作用。由于沉積巖層初始狀態(tài)是水平的，因此，橫彎褶皺作用的外力是垂向的。它可以是由于基底的斷塊升降引起蓋層的彎曲，也可以由于巖層或其他高塑性層的重力上浮的底辟作用(見底辟構(gòu)造)引起上覆地層的彎曲，也可由巖漿上涌所引起。其特點是受褶皺的巖層整體處于拉伸狀態(tài)，常成IA型頂薄褶皺，或在頂部形成地塹。當基底的差異性升降與表層的沉積作用同時進行時，則為同沉積褶皺，背斜表現(xiàn)為水下隆起，向斜表現(xiàn)為水下凹陷，從而可引起沉積層的巖相和厚度的變化。3。剪切褶皺作用又稱滑褶皺作用，是巖層沿著一系列與層面交切的密集面發(fā)生不均勻的剪切而形成褶皺。它一般發(fā)生于韌性較大的巖系（如含鹽層）或

11、較深層次的層狀巖系的韌性剪切帶中。這時，各巖性層間的韌性差極小而趨于均一化，而整套巖系的平均韌性較大。在變形中，巖性差異和層面只作為標志而不再具有力學意義上的不均一性，由于受差異性剪切而被動地彎曲。其軸面平行于剪切面，因此沿軸面測量的層的視厚度相等，是典型的相似褶皺。流褶皺巖石在較高的溫度和壓力下可以成為具高韌性和低黏度的固態(tài)物質(zhì)，呈類似于黏性流體的黏滯性流動而變形，形成形態(tài)非常復雜的褶皺。深變質(zhì)巖和混合巖化巖石中?？梢娦⌒偷牧黢薨?。在比較簡單的層流條件下形成的流褶皺，實際上仍是一種剪切褶皺，仍有規(guī)律可循。在紊流條件下形成的復雜褶皺，已很難再造其運動學圖像，對分析其所受的應力場已無實際意義，但

12、說明了其生成時的條件。由地表非構(gòu)造運動的力的作用也可形成褶皺。這類褶皺僅限于地殼表層，屬表生構(gòu)造。如山坡上重力造成的蠕動構(gòu)造，可使巖層發(fā)生膝狀彎曲，甚至翻轉(zhuǎn)成平臥式卷曲。地面及水下滑坡，沉積巖成巖過程中的差異壓實作用等，都能使沉積巖層產(chǎn)生不同形態(tài)的褶皺。這類褶皺一般規(guī)模不大，往往局限于某一層或少數(shù)巖層中。辨別褶皺構(gòu)造褶皺構(gòu)造是地質(zhì)構(gòu)造的重要組成部分，幾乎在所有的沉積巖及部分變質(zhì)巖構(gòu)成的山地都會存在不同規(guī)模的褶皺構(gòu)造。小型的褶皺構(gòu)造可以在一個地質(zhì)剖面上窺其一個側(cè)面的完整形態(tài)；而大型構(gòu)造往往長寬超過數(shù)千米到數(shù)萬米。在野外研究褶皺構(gòu)造的方法有：（一）地質(zhì)方法1. 巖層觀察與測量必須對一個地區(qū)的巖層順

13、序、巖性、厚度、各露頭產(chǎn)狀等進2行測量或基本搞清楚，才能正確地分析和判斷褶曲是否存在。然后根據(jù)新老巖層對稱重復出現(xiàn)的特點判斷是背斜還是向斜；再根據(jù)軸面產(chǎn)狀、兩翼產(chǎn)狀以及樞紐產(chǎn)狀等判斷褶曲的形態(tài)（包括橫剖面、縱剖面和水平面）。2.野外路線考察一是采取穿越法，即垂直巖層走向進行觀察，以便穿越所有巖層并了解巖層的順序、產(chǎn)狀、出露寬度及新老巖層的分布特征。二是在穿越法的基礎上，采取追索法，即沿著某一標志層的延伸方向進行觀察，以便了解兩翼是平行延伸還是逐漸匯合等情況。這兩種方法可以交叉使用，或以穿越法為主，追索法為輔，以便獲知褶曲構(gòu)造在三維空間的形態(tài)輪廓。（二）地貌方法各種 軟硬薄厚不同，構(gòu)造不同，在地

14、貌上常有明顯的反映。例如，堅硬巖層常形成高山、陡崖或山脊，柔軟地層常形成緩坡或低谷，等等。與褶皺構(gòu)造有關的地貌形態(tài)有：1.水平巖層有些水平巖層不是原始產(chǎn)狀，而是大型褶皺構(gòu)造的一部分，例如轉(zhuǎn)折端部分，扇形褶皺的頂部或槽部，構(gòu)造盆地的底部，撓曲的轉(zhuǎn)折部分等，這樣的巖層常表現(xiàn)為四周為斷崖峭壁的平緩臺地、方山以及構(gòu)造盆地的平緩盆底。2. 單斜巖層大型褶曲構(gòu)造的一個翼或構(gòu)造盆地的邊緣部分，常表現(xiàn)為一系列單斜巖層。這樣的巖層，在傾向方向存在順巖層層面進行的面狀侵蝕，故地形面常與巖層坡度大體一致；而在反傾向方向進行的侵蝕，常沿著垂直裂隙呈塊體剝落，形成陡坡和峭壁。因此，如果單斜巖層傾角較?。ㄈ?030），則形成一邊陡坡一邊緩坡的山，叫做單面山；如果單斜巖層傾角較大（如5060），則形成兩邊皆陡峻的山，叫豬背山或豬背脊。3. 穹窿構(gòu)造、短背斜和構(gòu)造盆地前二者常形成一組或多組同心圓或橢圓式分布的山脊，如果巖層產(chǎn)狀平緩，里坡陡而外坡緩。有時在這樣的地區(qū)發(fā)育成放射狀或環(huán)狀水系。在構(gòu)造盆地地區(qū)，四周常為由老巖層構(gòu)成的高山，至盆地底部巖層轉(zhuǎn)