褶皱的形成机制

07.10.2025构造地质学—郝建民主讲1第九章褶皱的形成机制07.10.2025构造地质学—郝建民主讲2斜歪褶皱07.10.2025构造地质学—郝建民主讲3（一）纵弯褶皱作用

纵弯褶皱作用是指岩层受到顺层挤压力的作用而发生褶皱。力学上亦称之屈曲。一般假定岩层在褶皱前处于原始的水平状态，所以，纵弯褶皱作用被认为是地壳水平运动的结果。第九章褶皱的形成机制一、褶皱形成机制的基本类型07.10.2025构造地质学—郝建民主讲4原始水平状态的岩层,在受到侧向的顺层挤压力的作用后发生褶皱弯曲叫做纵弯褶皱作用。

07.10.2025构造地质学—郝建民主讲51.调节岩层弯曲有两种方式

在纵弯褶皱过程中，岩层间力学性质的差异，起着重要的作用，可导致岩层弯曲方式的差异：

A.单层或彼此很紧密地粘结成为整体的一套岩层，在纵弯褶皱过程中通过外侧伸长、内侧压缩而发生弯曲，内外侧之间有一个既无拉伸也无压缩的中和面。这种褶皱作用称为中和面褶皱作用。07.10.2025构造地质学—郝建民主讲6B.彼此粘结不很紧密的一套岩层，在纵弯褶皱过程中通过层面之间的滑动而发生弯曲，这种纵弯褶皱作用称为弯滑褶皱作用。其中，不仅层面之间发生滑动，而且在某些岩层的内部还出现物质流动现象的，则称为弯流褶皱作用。

弯滑褶皱作用

弯流褶皱作用07.10.2025构造地质学—郝建民主讲71)

同一褶皱层各处厚度相同，褶皱形态呈IB型等厚褶皱。2.中和面褶皱作用的一般特点07.10.2025构造地质学—郝建民主讲8外侧因拉伸变薄，常产生顺层劈理内侧因受挤压增厚，常产生正扇形劈理2)韧性变形07.10.2025构造地质学—郝建民主讲9外侧因拉伸常形成垂直层面的张裂内侧因顺层挤压常形成平行层面的张裂3)脆性变形07.10.2025构造地质学—郝建民主讲10外侧常形成正断层式的共轭剪节理，进一步发展则形成地堑

内侧常形成逆断层式的共轭剪节理，进一步发展则成逆断层

07.10.2025构造地质学—郝建民主讲11变形是围绕褶皱轴的弯曲，所以褶皱是平面应变，枢纽平行δ2。垂直层面的厚度保持不变，形成IB型平行褶皱（等厚褶皱）。3.弯滑褶皱作用的特点07.10.2025构造地质学—郝建民主讲12岩层发生顺层的剪切滑移，总是从凹侧向着凸侧运动，所以常形成次级伴生构造：A.垂直褶皱枢纽的擦痕；B.牵引褶皱;C.层间剪节理，发育紧密时成为层间破劈理。垂直褶皱枢纽的擦痕

牵引褶皱和层间剪节理07.10.2025构造地质学—郝建民主讲13D.在层内有时发育与层面以45º左右相交的张节理。E.在较脆性的岩石中，两翼上可以形成层间破碎带。F.在韧性较大的岩层中，两翼上常发育反扇形劈理。07.10.2025构造地质学—郝建民主讲14褶皱中劈理与层理关系的应用实例利用劈理与层理关系判断正常地层和倒转地层；判断经验法则：在正常翼，劈理与层理倾斜一致，劈理倾角比层理的倾角陡，为正常层序，判断背斜在左侧；在倒转翼，劈理倾向与层理一致，劈理倾角比层理倾角缓，为倒转层序，背斜在右侧。07.10.2025构造地质学—郝建民主讲153、相似褶皱剪切褶皱作用模式滑动方向垂直于褶皱层不均匀差异滑动形成的剪切褶皱沿着与褶皱层斜交的滑动形成理想的相似褶皱滑动方向（二）剪切褶皱作用

1、剪切褶皱作用又称滑褶皱作用，它是岩层沿着一系列与层面不平行的密集的剪切面发生差异运动而形成“褶皱”的作用。2、原始层面在这种褶皱作用中已不起控制作用，只是反映滑动结果的标志，故又称被动褶皱作用。

07.10.2025构造地质学—郝建民主讲16（三）横弯褶皱作用

岩层受到与层面垂直的作用力而发生弯曲形成褶皱，这种褶皱作用称作横弯褶皱作用。横弯褶皱作用可以是基底的断块升降引起盖层弯曲,也可以是密度倒置引起重力上浮的岩浆或岩盐的底辟作用引起的核上构造岩层的弯曲。07.10.2025构造地质学—郝建民主讲17２、一般特点横弯褶皱作用使岩层整体处于拉伸状态，没有中和面。岩层受到拉薄，褶皱形态呈“IA型”顶薄褶皱。3）背斜顶部甚至拉伸断裂而形成地堑；如果是穹状隆起，则可形成

放射状或环状正断层。07.10.2025构造地质学—郝建民主讲184）如果基底的差异性升降与盖层的沉积作用同时进行，这样形成的褶皱称为同沉积褶皱。同沉积褶皱的同一沉积层的岩相及厚度是变化的。同沉积褶皱特点：A背斜顶薄且颗粒粗，向斜槽厚且颗粒细；B新时代越新产状越缓。07.10.2025构造地质学—郝建民主讲19（四）柔流褶皱作用

定义：高韧性和低粘度的岩石受到力的作用，发生类似粘性流体的粘滞性流动变形，从而形成复杂多变的褶皱。柔流褶皱作用是一种固态流变条件下的褶皱作用。如盐丘构造中底辟核的褶皱就是一种典型的柔流褶皱。07.10.2025构造地质学—郝建民主讲20冰川中冰层褶皱则是一种地表条件下的柔流褶皱07.10.2025构造地质学—郝建民主讲21

在紊流条件下所形成的复杂褶皱，已很难再造其运动学图象。因此，对区域应变场和应力场的分析已无实际意义，但仍可用以说明其生成时所处的条件（高温高压）。

变质岩或混合岩化岩体中有些长英质脉岩流变成不规则的柔流褶皱。由于物质持续的粘性流动，不仅有层流亦有紊流，因而造成十分复杂的褶皱形态。07.10.2025构造地质学—郝建民主讲22

岩层在顺层挤压作用下，平行主压应力的方向缩短，垂直主压应力的方向伸长，即压扁作用。压扁作用越强烈，应变椭球体越扁，褶皱就越紧闭。

在纵弯褶皱形成中，因压扁作用产生如下现象：

1.脆性岩层与韧性岩层相间组成，岩层尚未发生整体褶皱时的顺层挤压，使强硬岩层先形成一系列小褶皱。

2.使岩层厚度发生变化：翼部变薄，转折端变厚。二、纵弯褶皱形成中的压扁作用07.10.2025构造地质学—郝建民主讲23

3.层内已不存在中和面，各点的应变椭球体的压扁面与轴面接近平行。岩层中的鲕粒、砾石、化石等在平行轴面方向被压扁。

4.脆性岩层与韧性岩层相间组合时，褶皱翼部脆性岩层往往拉伸成石香肠、构造透镜体。韧性岩层发生强烈的塑性流动产生顺层流劈理,乃至平行轴面的挤压片理，而强硬岩层的褶皱翼部被拉断形成无根钩状褶皱。07.10.2025构造地质学—郝建民主讲2407.10.2025构造地质学—郝建民主讲25三、影响褶皱形成中的主要因素1.层理因素

层理或成层构造使岩石具有不均一性，可以通过层间滑动或层内的物质塑性流动而弯曲形成褶皱。因此，层理或成层构造是岩石发生褶皱的必要条件。2.岩层厚度和力学性质因素在同等应力条件下，厚岩层或强岩层易形成平缓开阔的褶皱，薄岩层或弱岩层易形成紧闭的褶皱。强、弱不同的岩层相间组合一起形成褶皱时，强岩层形成等厚褶皱（平行褶皱），转折端产生正扇形张节理；弱岩层形成顶厚褶皱（相似褶皱），转折端产生反扇形流辟理。07.10.2025构造地质学—郝建民主讲263.岩层埋藏深度和应变速率因素

1）埋藏深度

在地表附近的常温常压下，岩石普遍表现为脆性，以断裂变形为主，难以形成褶皱。在地下较浅处，温度、围压增大，岩石的韧性增高，岩层易于弯曲，以弯滑褶皱作用为主。在深部，岩石的韧性约高，逐渐变为弯流褶皱作用和剪切褶皱作用，以至柔流褶皱作用为主。

2）应变速率

如果作用力大，应变速率很大，即使在地下一定深处，岩层也会呈弹性弯曲或断裂；反之，即使在地表条件下，也会发生蠕变而形成褶皱。07.10.2025构造地质学—郝建民主讲274.基底构造因素

基底构造特别是基底断裂构造，对盖层的褶皱形态和组合型式具有较大的影响，如一些雁行褶皱、穹隆构造、不对称褶皱等常是受基底构造控制（详见徐开礼版P93图）。07.10.2025构造地质学—郝建民主讲28

同一岩层受到不同方向褶皱作用改造的现象。四、叠加褶皱07.10.2025构造地质学—郝建民主讲29叠加褶皱三种基本干扰形式和特殊的干扰形式07.10.2025构造地质学—郝建民主讲30叠加褶皱:也称为重褶皱，是指已经褶皱的岩层再次弯曲而形成的褶皱。原来褶皱面或轴面叶理作为褶皱面。叠加褶皱是确定岩石变形发生、发展先后顺序的重要依据，是查明岩石变形历史的关键。叠加褶皱的基本型式：第一型—横跨叠加：第二期滑褶皱“横跨”叠加于第一期水平直立褶皱上，其差异滑动方向与第一期的褶皱面平行。两期褶皱轴近于直交。两期背形相叠加形成穹隆，两期向形叠加处形成构造盆地。穹盆构造07.10.2025构造地质学—郝建民主讲31叠加褶皱叠加褶皱可分为三种类型：1.正交（横跨）型：两期褶皱皆为直立褶皱，轴向大角度相交或垂直。背-背叠加形成穹隆构造；向-向叠加形成构造盆地；向-背叠加形成鞍状构造。07.10.2025构造地质学—郝建民主讲32第一型—横跨叠加07.10.2025构造地质学—郝建民主讲332.斜交（斜跨）型

早期等斜或平卧，晚期为直立，枢纽大角度相交。形成复杂的新月状和蘑菇状。07.10.2025构造地质学—郝建民主讲34第二型：新月形、蘑菇形07.10.2025构造地质学—郝建民主讲353.共轴型

两期褶皱枢纽近平行。早期褶皱轴面和两翼再次发生褶皱，形成双重转折，钩状闭合等。07.10.2025构造地质学—郝建民主讲36叠加褶皱的识别：重褶现象：07.10.2025构造地质学—郝建民主讲37叠加褶皱的识别：