构造地质学-chap8-褶皱的几何分析课件

StructuralGeology

构造地质学核资源工程学院主讲教师谢焱石StructuralGeology

构造地质学核资1第八章

褶皱的几何分析第八章

褶皱的几何分析2褶皱－

指地质体中呈弯曲形态的构造形迹（现象）。基本概念褶皱－基本概念3褶皱褶皱4

基本形态:背形、向形基本形态:背形、向形5背形－指褶皱面上凸式弯曲向形－指褶皱面下凹式弯曲褶皱基本形态背形－指褶皱面上凸式弯曲向形－指褶皱面下凹式弯曲褶皱基本形态6基本类型根据褶皱面（层）的弯曲形态和地层变新之关系可分：背斜－核部老地层、翼部新地层向斜－核部新地层、翼部老地层ＳＤ３基本类型根据褶皱面（层）的弯曲形态和地层变新之关系可分：ＳＤ7褶皱面向指在褶皱轴面上垂直于褶皱枢纽方向观察得到的岩层由老变新的方向。枢纽方向褶皱面向褶皱面向枢纽方向褶皱面向8叠加褶皱的变化（向型背斜，背形向斜等）叠加褶皱的变化（向型背斜，背形向斜等）9背斜背斜10向斜向斜11组成部分：核翼基本要素组成部分：基本要素12基本要素特征点

高点（脊线）

拐点轴陷（槽线）特征线脊线槽线枢纽－指同一褶皱面上最大弯曲点的连线轴迹（褶轴）基本要素特征点13轴面与地面的交线轴迹轴面与地面的交线轴迹14特征面褶皱面轴面－各相邻褶皱面的枢纽连成的面脊面槽面基本要素特征面基本要素15特征值（褶皱大小）波长波幅翼间角特征值（褶皱大小）波长16褶皱大小中间线——连接各褶皱面上拐点的线波长(W)——一个周期波的长度，两个相间拐点之间的距离。波幅(A)——中间线与枢纽之间的距离对称褶皱不对称褶皱褶皱大小中间线——连接各褶皱面上拐点的线对称褶皱不对称褶皱17组合褶皱（复背斜复向斜）组合褶皱（复背斜复向斜）18褶皱的翼间角褶皱的翼间角19褶皱的形态描述术语正交剖面上褶皱的形态平行枢纽方向褶皱的形态褶皱的平面形态褶皱的大小褶皱的形态描述术语正交剖面上褶皱的形态20直立剖面正交剖面（垂直枢纽方向）水平剖面观测褶皱的几种剖面直立剖面正交剖面（垂直枢纽方向）水平剖面观测褶皱的几种剖面21圆弧褶皱尖棱褶皱箱状褶皱挠曲褶皱转折端形态圆弧褶皱尖棱褶皱箱状褶皱挠曲褶皱转折端形态22圆弧褶皱圆弧褶皱23尖棱褶皱尖棱褶皱24箱状褶皱箱状褶皱25大型箱状褶皱（新疆库车克孜纳努尔）翼部翼部核部大型箱状褶皱（新疆库车克孜纳努尔）翼部翼部核部26挠曲挠曲27翼间角的大小

平缓褶皱>120开阔褶皱120-70中常褶皱70-30紧闭褶皱30-5等斜褶皱5-0翼间角的大小平缓褶皱28轴面产状轴面产状29褶皱的对称性对称褶皱－褶皱的轴面与褶皱包络面垂直，两翼长度基本相等；非对称褶皱－褶皱的轴面与褶皱包络面斜交，两翼长度不相等。褶皱的对称性对称褶皱－褶皱的轴面与褶皱包络面垂直，两翼长度基30不对称次级从属褶皱不对称次级从属褶皱31平行枢纽方向褶皱的形态圆柱状褶皱——转折端的褶皱面，可看作一条直线通过平行自身移动而构成的一个曲面。该直线称为褶轴。

圆柱状褶皱的褶皱面可以是单一的圆柱面的一部分，但更多的情况是由许多不同直径共轴排列的圆柱面所构成的切面。非圆柱状褶皱——不具有以上特征的褶皱统称为非圆柱状褶皱，不存在褶轴。非圆柱状褶皱中的一种特殊形态称圆锥状褶皱，其形态可以看成是将一轴线一端固定进行旋转而成。平行枢纽方向褶皱的形态圆柱状褶皱——转折端的褶皱面，可看作一32褶皱的平面轮廓等轴褶皱（<3:1）短轴褶皱（3:1~10:1）线状褶皱（>10:1）褶皱的平面轮廓等轴褶皱（<3:1）33褶皱大小中间线——连接各褶皱面上拐点的线波长(W)——一个周期波的长度，两个相间拐点之间的距离。波幅(A)——中间线与枢纽之间的距离对称褶皱不对称褶皱褶皱大小中间线——连接各褶皱面上拐点的线对称褶皱不对称褶皱34组合褶皱（复背斜复向斜）组合褶皱（复背斜复向斜）35褶皱的位态分类褶皱的位态——根据轴面倾角和枢纽倾伏角两个要素，将褶皱分为七类：一般规定：水平为0°—10°(20°)；倾斜（伏）为10°(20°)—70°(80°)；直立为70°(80°)—90°褶皱的位态分类褶皱的位态——根据轴面倾角和枢纽倾伏角两个要素36褶皱位态分类简表类型轴面倾角枢纽倾伏角直立水平褶皱80—900—10直立倾伏褶皱80—9010—70倾竖褶皱80—9070—90斜歪水平褶皱20—800—10斜歪倾伏褶皱20—8010—70斜卧褶皱20—8020—70（侧伏角70-90）平卧褶皱0—200—20褶皱位态分类简表类型轴面倾角枢纽倾伏角直立水37褶皱位态分类褶皱位态分类38直立水平褶皱直立水平褶皱39直立倾伏褶皱直立倾伏褶皱40斜歪水平褶皱斜歪水平褶皱41斜卧褶皱斜卧褶皱42平卧褶皱平卧褶皱43倾竖褶皱倾竖褶皱44斜歪倾伏褶皱斜歪倾伏褶皱45褶皱的形态分类厚度变化和几何关系分类等倾斜线分类褶皱的形态分类厚度变化和几何关系分类46褶皱层的厚度变化分类用褶皱翼部岩层的厚度(ta)与枢纽部位的岩层厚度(t0)之比(t’)来表示。/t’=ta/t0ta—褶皱轴面直立时倾角为a的翼部岩层的厚度，是褶皱层上下界面等斜处切线间的垂直距离。褶皱层的厚度变化分类用褶皱翼部岩层的厚度(ta)与枢纽部位的47几种典型的褶皱平行褶皱几种典型的褶皱平行褶皱48平行褶皱与相似褶皱平行褶皱与相似褶皱49相似褶皱相似褶皱50

平行褶皱－等厚，具同一曲率中心相似褶皱－不等厚，无共同曲率中心协调褶皱－褶皱面弯曲形态无明显突变不协调褶皱－褶皱面弯曲形态有明显突变几种典型褶皱的基本几何特征平行褶皱－等厚，具同一曲率中心几种典型褶皱的基本几何51平行褶皱相似褶皱平行褶皱与相似褶皱之对比平行褶皱相似褶皱平行褶皱与相似褶皱之对比52特征平行褶皱相似褶皱褶皱面形态相邻褶皱面呈平行弯曲相邻褶皱面作相似弯曲同一层厚度褶皱各部位层厚相等褶皱翼部薄转折端厚褶皱层曲率外弧曲率小内弧曲率大，具同一曲率中心各褶皱面曲率相同，但没有同一曲率中心等倾斜线向核部收敛，呈扇形彼此平行，平行轴面平行褶皱和相似褶皱的对比简表特征平行褶皱相似褶皱褶皱面相邻褶皱面相邻褶皱面同一层褶皱各部53——各褶皱层之间褶皱面形态变化规律协调褶皱和不协调褶皱——各褶皱层之间褶皱面形态变化规律协调褶皱和不协调褶皱54协调褶皱协调褶皱55不协调褶皱不协调褶皱56底辟构造是典型的不协调褶皱，由三部分构成：底辟核核上构造核下构造底辟构造是典型的不协调褶皱，由三部分构成：底辟核核上构造核下57通过剪切作用形成的褶皱通过剪切作用形成的褶皱58膝折构造膝折构造59膝折构造膝折构造60膝折构造膝折构造61膝折构造膝折构造62膝折构造膝折构造63褶皱的等倾斜线分类：三类五型等倾斜线等倾斜线等倾斜线作法褶皱的等倾斜线分类：三类五型等倾斜线等倾斜线等倾斜线作法64褶皱的等倾斜线分类

IA类——典型顶薄褶皱褶皱的等倾斜线分类

IA类——典型顶薄褶皱65IB类——典型平行褶皱IB类——典型平行褶皱66IC类——平行向相似过渡褶皱IC类——平行向相似过渡褶皱67II类——典型相似褶皱II类——典型相似褶皱68III类——典型顶厚褶皱III类——典型顶厚褶皱69褶皱的等倾斜线分类简表类型等倾斜线形态等倾斜线长度代表性褶皱IA类向内弧强烈收敛翼部大顶部短顶薄褶皱IB类向内弧收敛垂直层面等长平行褶皱IC类向内弧轻微收敛翼部短顶部长过渡褶皱II类平行褶皱轴面平行轴面等长相似褶皱III类向外弧收敛翼部短顶部长顶厚褶皱褶皱的等倾斜线分类简表类型等倾斜线等倾斜线代表性褶皱IA类向70多层褶皱多层褶皱71褶皱的组合型式阿尔卑斯式褶皱（Alpinotypefolds）

——又称全型褶皱。其特点是：①一系列线状褶皱，带状展布，走向基本一致。②整个带内的背斜和向斜呈连续波状，基本同等发育，布满全区；③不同级别的褶皱往往组合成巨大的复背斜和复向斜，并伴有叠瓦状断层。

复式褶皱——复背斜和复向斜褶皱的组合型式阿尔卑斯式褶皱（Alpinotypefold72复式褶皱

——复向斜复式褶皱

——复向斜73复式褶皱

——复背斜复式褶皱

——复背斜74侏罗山式褶皱(Jura-typefolds)——又称过度型褶皱。基本特征：（1）一系列线状褶皱平行排列，走向与构造带的走向一致（2）紧密的褶皱与开阔的褶皱相间排列（3）沉积盖层沿刚性基底上软层滑脱形成的薄皮褶皱其代表性构造：

隔档式褶皱——背斜紧闭，向斜宽缓的线状褶皱隔槽式褶皱——向斜紧闭，背斜宽缓的线状褶皱侏罗山式褶皱(Jura-typefolds)75侏罗山式褶皱在剖面上的形态——隔档式褶皱侏罗山式褶皱侏罗山式褶皱在剖面上的形态侏罗山式褶皱76隔档隔槽式褶皱隔档隔槽式褶皱77日尔曼式褶皱(Germanotypefolds)又称断续褶皱，基本特点1.发育在弱变形的地台中2.短轴背斜的斜列组合3.这褶皱两翼倾角极缓，但规模极大日尔曼式褶皱(Germanotypefolds)又称断续褶78叠加褶皱

——反映了多期变形的结果叠加褶皱早期褶皱轴迹构造面向叠加褶皱

——反映了多期变形的结果叠加褶皱早期褶皱轴迹构造面79叠加褶皱—试问谁能回答：褶皱在哪里？怎么叠加的？叠加褶皱—试问谁能回答：褶皱在哪里？怎么叠加的？80叠加褶皱的三种基本形式叠加要素：S1、S2—分别为早期褶皱轴面和晚期褶皱轴面b1、b2—分别为早期褶皱枢纽和晚期褶皱枢纽叠加褶皱的三种基本形式叠加要素：81穹-盆相间构造——垂直轴(非共轴)叠加穹-盆相间构造——垂直轴(非共轴)叠加82穹盆相间构造穹盆相间构造83构造地质学-chap8_褶皱的几何分析课件84新月形构造—共轴叠加（枢纽近平行）新月形构造—共轴叠加（枢纽近平行）85新月形构造新月形构造86蘑菇形构造——非共轴叠加（枢纽大角度相交）蘑菇形构造——非共轴叠加（枢纽大角度相交）87蘑菇形构造蘑菇形构造88叠加褶皱的野外观察认识和鉴别叠加褶皱的主要标志如下：(1)重皱现象。(2)新生构造有规律的弯曲。(3)两组不同类型的不同方位的面理或线理有规律地交切及陡倾或倾竖褶皱的广泛发育，也是判别叠加褶皱的标志之一。叠加褶皱的野外观察认识和鉴别叠加褶皱的主要标志如下：89褶皱的β图解和π图解β图解是指以褶皱面各切点的切面所作的经向大圆图解。在理想的圆柱状褶皱中，各个切面交线互相平行，这些经向大圆交于一点（β），即褶皱枢纽的投影。非圆柱状褶皱则要分段投影。褶皱的β图解和π图解β图解是指以褶90实例:根据下图向斜两翼的产状数据，推断鞍状矿层的倾伏向和倾伏角（即向斜枢纽的产状），并指出钻孔应布置在地表铁矿层露头的什么地方才能探到地下铁矿层。