第4章_褶皱(3).ppt

第四章褶皱 fold 构造地质学 分类实例 轴面136 30 枢纽侧伏角40 E 褶皱的产状类型 直立水平褶皱 直立倾伏褶皱 竖直褶皱 斜歪水平褶皱 平卧褶皱 斜歪倾伏褶皱 斜卧褶皱 第4章褶皱 fold 主要内容 1 褶皱和褶皱要素2 褶皱的几何形态及褶皱的描述3 褶皱的类型及褶皱的组合型式4 褶皱的形成机制5 褶皱构造的观察和研究 1 纵弯褶皱作用2 横弯褶皱作用3 剪切褶皱作用4 柔流褶皱作用 侏罗山式褶皱 复向斜 复背斜 穹隆 盐底辟 一 褶皱形成机制的基本类型 岩层在顺层挤压作用下 总是要引起平行于主压应力方向的缩短和垂直于主压应力方向的伸长 即压扁作用 二 褶皱形成中的压扁作用 压扁作用对褶皱的形态及其中应变分布 伴生小褶皱 有明显影响 岩层在纵弯褶皱过程中 在垂直s1方向上发生压扁作用 其结果 1 应变椭球的长轴 1 逐渐趋向与轴面平行 2 翼部趋薄 转折端趋厚 向相似褶皱和顶厚褶皱转化 3 使岩石中的鲕粒 砾石及具对称要素的化石发生变形4 翼部的能干岩层拉伸成香肠 透镜状 不能干岩层形成轴面劈理 两者互层岩层出现 无根钩状褶皱 5 夹在厚层不能干岩层之间的薄能干岩层可以形成层间褶皱 强烈压扁作用对褶皱的影响 薄能干岩层的层间褶皱形成过程 三 影响褶皱形成的主要因素 1 层理的作用 沿层理面容易发生滑动 有利于褶皱的形成 如 页间粘结一起的书褶皱较为困难 结构均一的块状岩体受力被压缩变形时 可能在与主压应力垂直的方向上发育有劈理或片理的挤压带或其它方向的断裂 而不形成褶皱 原因 层理或成层构造使岩石具不均一性 致使岩层受力发生变形时 可以通过层间滑动或层内物质塑性流动而弯曲成褶皱 2 岩层厚度的影响 岩层厚度越薄 形成褶皱的波长越小 曲率越大 褶皱越紧闭 相反 厚岩层 3 岩层力学性质的影响 1 强弱岩层组合地层形成的褶皱 强岩层通常呈等厚 较平缓开阔 转折端常见扇状楔形张节理 2 弱岩层常为顶厚 较紧闭 转折端见反扇形劈理 扇形楔状张节理与反扇形流劈理 3 强岩层对整套地层的褶皱起控制作用 4 岩层埋藏深度及应变速率对褶皱形成的影响较深的埋藏意味着较高的温度和压力 致使岩石韧性增大 故有利于褶皱的形成 反之 岩石趋向于形成断裂 作用力大 应变速率很大 岩石表现为弹性 即使在地下一定深度 岩层也会呈弹性弯曲或断裂 在缓慢变形中 即使在近地表 压应力很小 岩层也会发生蠕变而形成褶皱 甚至使韧性低的岩层发生强烈褶皱 5 基底构造对盖层褶皱的影响1 基底凭依断层可形成雁行褶皱 2 基底隆起 可形成大型穹隆 3 基底断裂常使盖层形成不对称褶皱 4 两基底断裂之间的断块部位常形成箱状褶皱 5 基底波状起伏 则可能在深层的正向地形上面出现向斜构造 负向地形上出现背斜构造 主波长 Biot Ramerg 在即将发生褶皱的岩层中存在着一些低幅度正弦曲线状的微小起伏 这些微小起伏可能在岩层受力前已经存在 也可能是在受力初期因局部失稳而引起的 这些不同波长的起伏在褶皱形成过程中 都有可能成长发育 而其中某一波长在变形过程中发育最好 波幅增大也最快 最终控制褶皱的成长和发育 该波长称为主波长 Wd 四 主波长理论简介 纵弯褶皱的初始主波长受地层中的主导层 强岩层 的厚度和相对粘度的控制 论证了褶皱中主导岩层的厚度及其有关的岩层力学性质控制着弯曲作用早期的褶皱波长 第4章褶皱 fold 主要内容 1 褶皱和褶皱要素2 褶皱的几何形态及褶皱的描述3 褶皱的类型及褶皱的组合型式4 褶皱的形成机制5 褶皱构造的观察和研究 一 褶皱形态的研究 1 了解区域的总体构造轮廓 阿尔金山脉 昆仑山 祁连山 通过小比例尺地质图 航 卫片 以及野外踏勘了解研究区总体构造特征 从大 小 2 查明地层层序和追索标志层 地质制 填 图 标志层 厚度不大 层位稳定 分布广泛 在岩石成分和结构构造或所含化石方面具有明显的特征的岩层 3 观测褶皱的几何形态 1 确定轴面和枢纽产状 直接测量 赤平投影 2 确定褶皱类型 如 等厚 相似 直立水平 3 观察分析褶皱的出露形态和平面形态 不同切面有不同的形态特征 4 绘制剖面图和横截面图 同一褶皱在不同方向切面上的形态差异 二 褶皱形态的纵深变化研究 1 野外直接观察 在大峡谷的陡崖上可以做到这一点 2 从褶皱地表形态特征向下推测 例如 顶厚 两翼向下变薄 平行 向下变得紧闭 变小 逐渐消失 相似 上下形态比较一致 3 利用物探和钻探资料分析 石油上依靠地震剖面资料 三 褶皱内部小构造研究 包括 小褶皱 节理 断层 劈理 线理等 并特别注意两类小褶皱 1 从属褶皱 与主褶皱有成因联系 并存在一定的几何关系 其枢纽通常平行于主褶皱枢纽 既可以发育于强岩层之间的薄层弱岩层中 也可以发育于原弱岩层中的薄强岩层中 2 独立小褶皱 与主褶皱既无成因联系 也无一定的几何关系 四 褶皱的形成时代确定 1 角度不整合法 褶皱形成时代与不整合所代表的时代相一致 不整合面下伏褶皱中最新地层沉积之后 上覆最老地层沉积之前 第一期 P1沉积以后 P2沉积以前 第二期 P2沉积以后 J沉积以前 第三期 J沉积以后 2 岩性厚度法 确定同沉积褶皱的活动时期 1层沉积时开始褶皱 1 3层为同褶皱沉积 4 8层沉积期间无褶皱 8层沉积后又开始褶皱 本章主要内容 重要概念 褶皱 背斜和向斜 圆柱状褶皱平行褶皱 相似褶皱同沉积褶皱 底辟构造隔档式褶皱 隔槽式褶纵弯褶皱作用 横弯褶皱作用关联知