04-褶皱(2)教学课件

4褶皱

4褶皱4褶皱

4.1褶皱和褶皱要素

4.2褶皱的几何形态及褶皱的描述

4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.4褶皱的形成机制

4.5褶皱构造的观察和研究4褶皱

4.1褶皱和褶皱要素

4.1.1褶皱的概念

褶皱是地壳中最基本的构造型式,是地壳中最引人注目的地质构造。褶皱是由岩石中原来近于平直的各种面(例如层理面)发生弯曲而显示的变形。

形成褶皱的变形面绝大多

数是沉积岩的岩层面,而变质

岩中的劈理、片理、片麻理以

及岩浆岩中的原生流面也可变

形褶皱弯曲。但褶皱构造还是

在沉积岩层中最为发育,它形

象地反映了岩石曾经发生过塑性变形。4褶皱

4.1褶皱和褶皱要素

4.1.1褶皱的概念

4.1.2褶皱的规模

褶皱的形状千姿百态,复杂多样。褶皱的规模差别极大,小到岩石手标本或显微镜下才能观察到的微型褶皱,大到只有在卫星照片上才能完整地观察到的区域性大型褶皱。4褶皱小型褶皱

4.1褶皱和褶皱要素

4.1.2褶皱的规模

褶皱的形状千姿百态,复杂多样。褶皱的规模差别极大,小到岩石手标本或显微镜下才能观察到的微型褶皱,大到只有在卫星照片上才能完整地观察地区域性大型褶皱。4褶皱航空照片拍摄到的褶皱

4.1褶皱和褶皱要素

4.1.3研究褶皱构造的意义

研究褶皱构造的形态、规模、分布、组合特征以及褶皱构造的形成方式和时代,对揭示一个地区地质构造的形成规律和发展历史具有重要意义,许多矿产在成因上与褶皱有关,矿体的产状和空间分布也与褶皱构造密切相关,有的矿体本身就是褶皱层。褶皱构造还对工程地质和水文地质有着不同程度地影响。因此,研究褶皱构造具有重要的理论意义和实践意义。4褶皱

4.1褶皱和褶皱要素

4.1.4褶皱形态的基本形式:

褶皱的形态多种多样,但主要的基本形式为背斜和向斜。

1.背斜:

岩层变形向上弯曲,其核心部位的岩层时代较老,两侧岩层的时代依次（对称）变新。

2.向斜:

岩层变形向下弯曲,其核心部位的岩层时代较新,两侧岩层时代依次（对称）变老。4褶皱

褶皱构造的基本类型向斜

指岩层向下凹曲，形成中心部位岩层的时代新，外侧岩层时代老的褶皱。背斜向斜

4.1褶皱和褶皱要素

4.1.4褶皱形态的基本形式:

14褶皱背斜

指岩层向上拱弯，形成中心部位岩层的时代老，外侧岩层时代新的褶皱。

4.1褶皱和褶皱要素

4.1.4褶皱形态的基本形式:

除背斜和向斜外,另外还有其它形态的一些褶皱:

3.背形:

岩层变形向上弯曲,但是岩层的新老层序不明,或者褶皱的面不是沉积岩岩层面而是其它的构造面。

4.向形:

岩层变形向下弯曲,但是岩层的新老层序不明,或者褶皱的面不是沉积岩岩层面而是其它的构造面。

4褶皱

4.1褶皱和褶皱要素

4.1.5褶皱要素:

为了正确地描述和研究褶皱,首先要了解褶皱的各个基本组成部分(也就是褶皱的要素)以及各组成要素的相互关系,褶皱的主要要素有:

1.核部：指褶皱中心部位的岩层，简称核。

2.翼部:

指褶皱核部两侧的地层,简称翼。

4褶皱核部翼翼

4.1褶皱和褶皱要素

4.1.5褶皱要素:3.枢纽:

在褶皱的横剖面上,同一褶皱岩层的各最大弯曲点的连线叫枢纽。枢纽是一条线,它可以是直线、也可是曲线,它可以是水平的,也可是倾斜的。

4褶皱

岩层面枢纽

4.1褶皱和褶皱要素

4.1.5褶皱要素:4.轴面:一个褶皱内各相邻褶皱面上的枢纽连成的面,它是大致平分褶皱两翼的对称面。轴面是一个假象的面（标志性结构面）,它可以是平面,也可是曲面;轴面属于面状构造要素,可用走向、倾向、倾角来确定。

4褶皱岩层面枢纽轴面核翼翼轴面

4.1褶皱和褶皱要素

4.1.5褶皱要素:5.轴迹:褶皱轴面与地面的交线

6.转折端:

褶皱一翼向另一翼过渡的的部分。

4褶皱核部翼翼轴迹轴面

4.1褶皱和褶皱要素

4.1.5褶皱要素:6.脊、脊线、脊面:背斜或背形的同一褶皱面的各横剖面上的最高点称为脊;它们地连线称为脊线;若干相邻褶皱面上地脊线联成的面称为脊面。

7.槽、槽线、槽面:向斜或向形的同一褶皱面的各横剖面上的最低点称为槽;它们地连线称为槽线;若干相邻褶皱面上地槽线联成的面称为槽面。

8.脊迹和槽迹:脊面和槽面与地面的交线。

4褶皱

4.1褶皱和褶皱要素

4.1.6褶皱轴面和褶皱枢纽的测定:1.线状构造的产状要素:

褶皱枢纽是一条线,属于线状构造,在构造地质学中线状构造统称为线理。面状构造有其产状要素,即走向、倾向、倾角;线状构造也有其产状要素;线状构造的产状包括线理的倾伏产状和线理的侧伏产状。线状构造的研究和测量总是与面状构造密切相关的,例如,褶皱枢纽就是同一褶皱面上最大弯曲点的连线,在构造地质学中线理多是在面状构造上进行定义和测量的。4褶皱

4.1

褶皱和褶皱要素

4.1.6

褶皱轴面和褶皱枢纽的测定:1.

线状构造的产状要素:

侧伏向侧伏产状侧伏角线理产状要素倾伏向倾伏产状倾伏角

4褶皱

4褶皱

4.1褶皱和褶皱要素

4.1.6褶皱轴面和褶皱枢纽的测定:

1.线状构造的产状要素:2.褶皱枢纽的产状:

图中褶皱枢纽BF的倾伏角γ为∠F’BF,其倾伏方向为BF线箭头所指方位。

枢纽BF与轴面走向线AB在轴面上的锐夹角θ即为枢纽在在轴面上的侧伏角,BA线向A的方位即为侧伏方向。

小型褶皱的枢纽可在野外用罗盘测得,而大型褶皱的枢纽则用赤平投影来求解。4褶皱

4.1褶皱和褶皱要素

4.1.6褶皱轴面和褶皱枢纽的测定:2.褶皱枢纽的产状:

轴面在赤平投影图上为一平面大圆,枢纽则是位于轴面大圆上的一个投影极点b。

线状构造（枢纽）的侧伏角q、倾伏角g和它所在的构造面（轴面）的倾角a三者之间存在一定的几何关系:sing=sinq

sina4褶皱

4.1褶皱和褶皱要素

4.1.6褶皱轴面和褶皱枢纽的测定:

4.1.7褶皱的波长与波幅:

褶皱的波长和波幅是量度褶皱大小的要素,其定义如下:

褶皱包络面:与连续褶皱了的某一褶皱面相切的面(S0)。

拐点:

连续周期性波状

曲线上,上凸和下凹部分

的分界点(i)。

褶皱中间面:

位于两相

邻包络面正中连接各个

褶皱的拐点的连线(m)。

4褶皱

4.1褶皱和褶皱要素

4.1.6褶皱轴面和褶皱枢纽的测定:

4.1.7褶皱的波长与波幅:

褶皱的波长和波幅是量度褶皱大小的要素,其定义如下:

对于对称褶皱来说:

波长:两个同相位拐点的距离(W)。

波幅:

相邻两个包络面之间垂直距离

的一半(A)。

4褶皱

4.1褶皱和褶皱要素

4.1.6褶皱轴面和褶皱枢纽的测定:

4.1.7褶皱的波长与波幅:

不对称波形的褶皱波长和波幅的量度与对

称褶皱的量度方法一致。

4褶皱

4.1褶皱和褶皱要素4.2褶皱的几何形态及褶皱的描述

正确认识和描述褶皱的几何形态是研究褶皱的基础,分析褶皱要素的特征并测量其产状,才能形象地恢复褶皱的空间几何形态。4.2.1褶皱的几何形态:

1.圆柱状褶皱:由一条直线平行自身移动而形成弯曲面的这种几何形态的褶皱叫圆柱

状褶皱。这一条直线即

轴线，这种褶皱特点是

褶皱的轴线和枢纽平行

并均呈直线。4褶皱

4.1褶皱和褶皱要素4.2褶皱的几何形态及褶皱的描述

4.2.1褶皱的几何形态:2.非圆柱状褶皱:其特点是褶皱的轴线和枢纽不平行且呈非直线延伸。

4褶皱

4.1褶皱和褶皱要素4.2褶皱的几何形态及褶皱的描述

4.2.1褶皱的几何形态:

1.圆柱状褶皱:2.非圆柱状褶皱:

严格来讲,地壳中的褶皱都是非圆柱状褶皱,

因为,褶皱在延伸一定的距离后,终究会消失,也可能会发生形态和方位的变化,这些变化都会引起轴线和枢纽的不平行和弯曲。但是,为了研究褶皱,可以将一个有一定延伸长度的非圆柱状褶皱分解成若干段,每个分段中,褶皱具有相同的形态,那么,在某些区段内,褶皱可能显示为圆柱状褶皱,而另外一些区段内则为非圆柱状褶皱形态。

4褶皱

4.2褶皱的几何形态及褶

皱的描述

4.2.2褶皱形态的描述:

褶皱的形态各种各样,可从不同的方面和角度来观察和描述,构造地质学中多采用褶皱剖面和平面的形态描述。

4.2.2.1横剖面上褶皱形态的描述:1.根据褶皱的轴面产状和两翼岩层产状,褶皱可以描述为:

(1)直立褶皱:

褶皱轴面直立或近于直立,两翼岩层产状倾向相反,倾角相等或近于相等

直立褶皱4褶皱

4.2褶皱的几何形态及褶

皱的描述

4.2.2褶皱形态的描述:

4.2.2.1横剖面上褶皱形态

的描述:1.根据褶皱的轴面产状和两翼岩层产状,褶皱可以描述为:

(2)斜歪褶皱:

褶皱轴面倾斜,两翼岩层倾向相反,但倾角不等,一翼稍陡,另一翼稍缓。

(3)倒转褶皱:褶皱轴面倾斜,两翼岩层向同一方向倾斜,一翼岩层正常,另一翼岩层倒转。

直立褶皱斜歪褶皱倒转褶皱4褶皱

4.2褶皱的几何形态及褶

皱的描述

4.2.2褶皱形态的描述:4.2.2.1横剖面上褶皱形态

的描述:

1.根据褶皱的轴面产状和两翼岩层产状,褶皱可以描述为:

(4)平卧褶皱:

褶皱轴面水平或近于水平,一翼岩层正常,另一翼岩层倒转。

(5)翻卷褶皱:

轴面弯曲的平卧褶皱。

直立褶皱斜歪褶皱倒转褶皱平卧褶皱4褶皱

4.2褶皱的几何形态及褶皱的描述

4.2.2褶皱形态的描述:4.2.2.1横剖面上褶皱形态的描述:

1.根据褶皱的轴面产状和两翼岩层产状,褶皱可以描述为:

直立褶皱4褶皱

4.2褶皱的几何形态及褶皱的描述

4.2.2褶皱形态的描述:4.2.2.1横剖面上褶皱形态的描述:

1.根据褶皱的轴面产状和两翼岩层产状,褶皱可以描述为:

斜歪褶皱4褶皱

4.2褶皱的几何形态及褶皱的描述

4.2.2褶皱形态的描述:4.2.2.1横剖面上褶皱形态的描述:

1.根据褶皱的轴面产状和两翼岩层产状,褶皱可以描述为:

倒转褶皱4褶皱

4.2褶皱的几何形态及褶皱的描述

4.2.2褶皱形态的描述:4.2.2.1横剖面上褶皱形态的描述:

1.根据褶皱的轴面产状和两翼岩层产状,褶皱可以描述为:

平卧褶皱4褶皱

4.2褶皱的几何形态及褶皱的描述

4.2.2褶皱形态的描述:4.2.2.1横剖面上褶皱形态的描述:

1.根据褶皱的轴面产状和两翼岩层产状,褶皱可以描述为:2.根据褶皱的对称性,可以将褶皱描述为:

(1)对称褶皱:

褶皱轴面与褶皱包络面垂直,而且两翼的长度和厚度也基本相等。(2)不对称褶皱:

褶皱的轴面与该褶皱的包络面斜交,而且两翼的长度和厚度不相等4.2.2褶皱形态的描述:4.2.2.1横剖面上褶皱形态的描述:3.根据翼间角的大小可将褶皱描

述为:

翼间角的概念:

构成褶皱两翼的同一褶皱面的拐点的切线的夹角称为翼间角。根据褶皱翼间角的大小不同,可将褶皱描述为平缓褶皱、开阔褶皱、闭合褶皱、紧闭褶皱和等斜褶皱:4褶皱4.2.2褶皱形态的描述:4.2.2.1横剖面上褶皱形态的描述:3.根据翼间角的大小可将褶皱

描述为:

平缓褶皱:

翼间角小于180°,大于120°。

开阔褶皱:

翼间角小于120°,大于70°。

闭合褶皱:

翼间角小于70°,大于30°。

紧闭褶皱:

翼间角小于30°。

同斜褶皱:

褶皱的翼间角近于0°，两翼岩层产状近于平行。4褶皱4.2.2褶皱形态的描述:4.2.2.1横剖面上褶皱形态的描述:

3.根据翼间角的大小可将褶皱描述为:

4褶皱平缓褶皱(背斜)4.2.2褶皱形态的描述:4.2.2.1横剖面上褶皱形态的描述:

3.根据翼间角的大小可将褶皱描述为:

4褶皱平缓褶皱(背斜)4.2.2褶皱形态的描述:4.2.2.1横剖面上褶皱形态的描述:

3.根据翼间角的大小可将褶皱描述为:

4褶皱紧闭褶皱4.2.2褶皱形态的描述:4.2.2.1横剖面上褶皱形态的描述:

3.根据翼间角的大小可将褶皱描述为:

4褶皱闭合褶皱4.2.2褶皱形态的描述:4.2.2.1横剖面上褶皱形态的描述:3.根据翼间角的大小可将褶皱描述为:

4.根据褶皱面(或转折端)的弯曲形态可将褶皱描述为:

(1)圆弧褶皱:

褶皱面呈圆弧形弯曲。

(2)尖棱褶皱:

两翼褶皱面平直相交,转折端呈尖角状,且两翼等长;两翼不等长的尖棱褶皱叫膝褶褶皱。4褶皱圆弧褶皱尖棱褶皱箱状褶皱扇状褶皱4.2.2褶皱形态的描述:4.2.2.1横剖面上褶皱形态的描述:4.根据褶皱面(或转折端)的弯曲形态可将褶皱描述为:

(3)箱状褶皱:

褶皱两翼陡,转折端平直,呈箱状,常具一对共轭轴面。

(4)扇状褶皱:两翼岩

层均倒转,褶皱面呈扇

状弯曲。

(5)挠曲:

缓倾斜岩层中一段突然变陡,呈台阶状弯曲。4褶皱圆弧褶皱尖棱褶皱箱状褶皱扇状褶皱4.2.2褶皱形态的描述:4.2.2.1横剖面上褶皱形态的描述:4.根据褶皱面(或转折端)的弯曲形态可将褶皱描述为:

4褶皱圆弧褶皱4.2.2褶皱形态的描述:4.2.2.1横剖面上褶皱形态的描述:4.根据褶皱面(或转折端)的弯曲形态可将褶皱描述为:

4褶皱尖棱褶皱4.2.2褶皱形态的描述:4.2.2.1横剖面上褶皱形态的描述:4.根据褶皱面(或转折端)的弯曲形态可将褶皱描述为:

4褶皱挠曲4.2.2褶皱形态的描述:4.2.2.1横剖面上褶皱形态的描述:5.根据褶皱的枢纽产状可将褶皱描述为:(1)水平褶皱:褶皱枢纽产状

水平，这种褶皱在平面地质图

上表现为褶皱两翼各相应岩层

的走向线平行延伸。

(2)倾斜褶皱:褶皱枢纽产状倾斜，这种褶皱在平面地质图上

表现为褶皱两翼相应岩层的走向

线不平行延伸，并在延伸一定距

离后，两相应走向线相交于一点,

甚至形成岩层走向线圈闭。4褶皱4.2.2褶皱形态的描述:4.2.2.1横剖面上褶皱形态的描述:5.根据褶皱的枢纽产状可将褶皱描述为:(2)倾斜褶皱:4褶皱4.2.2褶皱形态的描述:4.2.2.1横剖面上褶皱形态的描述:5.根据褶皱的枢纽产状可将褶皱描述为:

(2)倾斜褶皱:

褶皱枢纽产状倾斜,这种褶皱在平面地质图上表现为褶皱两翼相应岩层的走向线不平行延伸,并在延伸一定距离后,两相应走向线相交于一点,形成岩层走向线圈闭。4褶皱按枢纽产状分类：(3)倾竖褶皱4褶皱构造地质学水平褶皱－枢纽水平倾伏褶皱－枢纽倾斜倾竖褶皱－枢纽直立枢纽枢纽4.2.2褶皱形态的描述:4.2.2.1横剖面上褶皱形态的描述:5.根据褶皱岩层中各层弯曲形态的相互关系,褶皱可描述为:(1)协调褶皱:褶皱中各岩层弯曲形态保持一致或作有规律的渐变过渡关系。4褶皱

(2)不协调褶皱:褶皱各岩层弯曲的形态明显不同,呈现褶皱大小、形态各异,致使各层的褶皱型式出现突变或不具几何规律。

若岩层之间岩石力学性质相差较大,或是褶皱变形特别强烈的地区或变质岩地区比较容易形成不协调褶皱4.2.2褶皱形态的描述:4.2.2.1横剖面上褶皱形态的描述:4.2.2.2平面上褶皱形态的描述:

根据褶皱的某一岩层面在平面上出露的纵向长度和横向长度之比,将褶皱描述为:线状褶皱、短轴褶皱、穹隆构造、构造盆地:1.线状褶皱:

褶皱的纵向和横向长

度之比为10:1,这是一种

狭长形的褶皱。4褶皱4.2.2褶皱形态的描述:

4.2.2.1横剖面上褶皱形态的描述:4.2.2.2平面上褶皱形态的描述:2.短轴褶皱:

褶皱的纵向和横向长度之

比在3:1－10:1之间。

3.穹隆构造:

背斜构造的纵向和横向长

度之比小于3:1,4.构造盆地:

向斜构造的纵向和横向长

度之比小于3:1,褶皱面从四

周向中心倾斜。

4褶皱4.2.2褶皱形态的描述:4.2.2.2平面上褶皱形态的描述:

4褶皱卫星照片拍摄的线状褶皱4.2.2褶皱形态的描述:4.2.2.2平面上褶皱形态的描述:

4褶皱卫星照片拍摄到的穹隆构造4.1褶皱和褶皱要素4.2褶皱的几何形态及褶皱的描述4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.1褶皱的产状类型:

里卡德(Rickard)在总结前人研究褶皱产状分类的基础上,根据褶皱轴面倾角、枢纽倾伏角和侧伏角这三个变量,绘制了一个三角网图,对褶皱产状作三维的定量研究。三角网图的AB边与BC边等度数相连的线代表轴面等倾角线;AC边各度数与B点的连线为枢纽在轴面上的等侧伏角线;AC边与BC边等度数相连的曲线代表枢纽等倾伏角线。4褶皱4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.1褶皱的产状类型:里卡德(Rickard)在总结前人研究褶皱产状分类的基础上,根据褶皱轴面倾角、枢纽倾伏角和侧伏角这三个变量,绘制了一个三角网图,对褶皱产状作三维的定量研究。三角网图的AB边与BC边等度数相连的线代表轴面等倾角线;AC边各度数与B点的连线为枢纽在轴面上的等侧伏角线;AC边与BC边等度数相连的曲线代表枢纽等倾伏角线。

4褶皱4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.1褶皱的产状类型:

根据轴面产状和枢纽产状,褶皱可以分为七种类型:

4褶皱

1.直立水平褶皱(I):

轴面近于直立(80－90°),枢纽近于水平(0－10°)。

2.直立倾伏褶皱(II):

轴面近于直立(80－90°),枢纽倾伏角为10－80°。

3.

倾竖褶皱(III):

轴面和枢纽均近直立(轴面倾角和枢纽倾伏角均为80－90°),。

4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.1褶皱的产状类型:

4褶皱

4.斜歪水平褶皱(IV):

轴面倾斜(10－80°),枢纽近于水平(0－10°)。

5.平卧褶皱(V):

轴面和枢纽都近于水平(轴面倾角和枢纽倾伏角均为0－10°)。

6.

斜歪倾伏褶皱(VI):

轴面倾斜(倾角10－80°),枢纽也倾伏(倾伏角10－80°),但二者倾向和倾角均不一致。4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.1褶皱的产状类型:

4褶皱7.斜卧褶皱(VII):

轴面倾角和枢纽倾伏角均为10－80°,而且二者倾斜基本一致倾斜角度也大致相等。4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.1褶皱的产状类型:

里卡德褶皱产状分类的特点:★反映了褶皱在三度空间的几何形态和产状特征。★反映了褶皱的七种类型的产状变化范围,并以各类褶皱在图中的范围大小表示该类褶皱在自然界出现的机率大小。★将褶皱产状的定量描述引入褶皱的形态描述中。★用图解可清楚反映一个地区褶皱的产状类及其变化规律。

4褶皱4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.2褶皱横截面的几何类型:1.平行褶皱和相似褶皱

(1)平行褶皱:

平行褶皱又称同心褶皱,其特点为:①褶皱中各岩层成平行弯曲,同一岩层垂直其层面量度的厚度在褶皱的各个部位是基本一致的。②具有一个共同的曲率中心,

向外弧方向曲率变小,褶皱逐渐

变平缓,;向内弧方向曲率逐渐变

大,褶皱岩层变得紧闭或成尖棱

褶皱。③这类褶皱多发育于岩石力

学性质较为一致的强硬岩层和

地壳较浅部的构造层次中。4褶皱4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.2褶皱横截面的几何类型:1.平行褶皱和相似褶皱

(1).平行褶皱:(2).相似褶皱:

①褶皱中各岩层弯曲的形态相似,

各岩层的曲率基本不变。

②褶皱没有共同的曲率中心。

③同一岩层的真厚度在翼部变薄,

在转折端变厚;在平行褶皱轴

面量度的岩层厚度在褶皱各部

位大致相等。

④这类褶皱多发育于软弱岩层中,出现在地壳中部和深部构造层次中。4褶皱4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.2褶皱横截面的几何类型:1.平行褶皱和相似褶皱

2.兰姆赛的褶皱几何分类:

兰姆赛根据褶皱层的相对曲率,提出一套形态分类,被广泛采用。

(1)分类依据:

该分类是依据褶皱横截面(垂直于枢纽的褶皱剖面)上褶皱层的等倾斜线型式和厚度变化参数所反映的相邻褶皱面的起来关系。

(2)等倾斜线的概念:

是指褶皱层的上、下褶皱面倾角相等的切点的连线，就是等倾斜线。4褶皱4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.2褶皱横截面的几何类型:2.兰姆赛的褶皱几何分类:

(3)等倾斜线的作法:

★

在垂直于褶皱枢纽的照片上

或褶皱的横截面剖面图上,用

透明纸描绘出各褶皱面的弯曲

形态,并准确的画出轴面和实

地的水平线。

★在绘好的褶皱横截面图上,以标出的水平线为基准,按每隔一定的角度(例如以0°10°20°…)的倾角在褶皱层上、下层面上各作一系列倾角值的点的切线。

★用直线将上、下层面上等倾角的切点连接起来,就是等倾斜线。4褶皱4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.2褶皱横截面的几何类型:2.兰姆赛的褶皱几何分类:(1)分类依据:(2)等倾斜线的概念:(3)等倾斜线的作法:(4)兰姆赛褶皱分类:

兰姆赛根据上述原则将褶皱分为三类五型:

I类:这类褶皱的等倾斜线向内弧呈收敛状,内弧曲率总是比外弧大,故外弧倾斜度也总是小于内弧,根据等倾斜线的收敛程度,可细分为三个亚型:4褶皱4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.2褶皱横截面的几何类型:2.兰姆赛的褶皱几何分类:

(4)兰姆赛褶皱分类:I类:IA型:

等倾斜线向内弧呈强烈

收敛,各线长短差别极

大,内弧曲率远比外弧

大,属于典型的顶薄褶皱。4褶皱4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.2褶皱横截面的几何类型:2.兰姆赛的褶皱几何分类:

(4)兰姆赛褶皱分类:I类:IB型:

等倾斜线也向内弧收敛,并与褶皱面垂直,各线长短大致相等,褶皱层真厚度不变,内弧曲率仍大于外弧,为典型的平行褶皱。4褶皱4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.2褶皱横截面的几何类型:2.兰姆赛的褶皱几何分类:

(4)兰姆赛褶皱分类:IC型:

等倾斜线向内弧轻微收

敛,转折端等倾斜线比两

翼附近的略长,反映两翼

厚度有变薄的趋势,内弧

曲率略大于外弧,这是平

行褶皱向II类相似褶皱过

渡的型式。

4褶皱4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.2褶皱横截面的几何类型:2.兰姆赛的褶皱几何分类:

(4)兰姆赛褶皱分类:II类:

等倾斜线互相平行且

等长,褶皱层的内弧

和外弧的曲率相等,即

相邻褶皱面倾斜度基

本一致,为典型的相似

褶皱。

4褶皱4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.2褶皱横截面的几何类型:2.兰姆赛的褶皱几何分类:

(4)兰姆赛褶皱分类:III类:

等倾斜线向外弧收敛,

向内弧撒开呈倒扇状,

即外弧曲率大于内弧,

为典型的顶厚褶皱。

4褶皱

4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.2褶皱横截面的几何类型:4.3.3同沉积褶皱:

绝大多数褶皱是在岩层形成后受力变形而形成的。但是,也有一些褶皱是在岩层沉积的同时受力逐渐变形而形成的,这类褶皱称为同沉积褶皱。同沉积褶皱具有以下特点:1.褶皱两翼的的倾角一般是上部平缓,往下逐渐变陡,褶皱总的形态多为开阔褶皱。

2.在背斜顶部岩层变薄(有的层位甚至缺失),而两翼岩层厚度却有逐渐加大的趋势;如果是向斜,其中心部位的岩层厚度往往最大。

3.岩层的要素结构构造明显受褶皱构造控制,背斜顶部常沉积浅水的粗粒物质,而向斜的中心则沉积细粒位置。

4褶皱4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.2褶皱横截面的几何类型:4.3.3同沉积褶皱:

4褶皱隆起前的沉积隆起时的沉积停止隆起后的沉积4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.2褶皱横截面的几何类型:4.3.3同沉积褶皱:4.3.4底辟构造和盐丘:

底辟构造是地下高韧性的岩体,如岩盐、石膏、粘土或煤层等,在构造力的作用下,或者由于岩石物质之间密度的差异引起的浮力的作用下,向上流动并挤入上覆岩层之中而形成的一种构造。

4褶皱4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.2褶皱横截面的几何类型:4.3.3同沉积褶皱:4.3.4底辟构造和盐丘:

当岩浆上升,侵入围岩,使上覆岩层发生拱曲时,则可形成岩浆底辟。4褶皱4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.4底辟构造和盐丘:

盐丘是由于岩盐和石膏向上流动并挤入围岩,使上覆岩层发生拱曲隆起而形成的一种构造。盐丘构造是一种具有重要意义的底辟构造,岩核内岩盐变形为复杂多样、大小各异的褶皱,其中多为倾竖褶皱或叠加褶皱,这与岩盐多次上升流动有关;盐核之上的上覆岩层往往形成穹隆或短轴背斜,盐核与围压常为陡倾的断层接触,围压倾角也变陡。4褶皱

4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.4底辟构造和盐丘:

盐丘构造具有重要的经济价值,盐核常形成重要的盐类或硫磺矿床,盐核上部及其周缘围岩中常常富含石油或天然气。4褶皱

4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.4底辟构造和盐丘:4.3.5褶皱的组合型式及其分布

在地壳的一定范围内,褶皱都不是孤立存在的,它们多是以不同形态、不同规模、不同级次以一定的组合型式展布。在成因上有联系的一系列背斜和向斜组成的具有一定几何规律的褶皱的总体样式,称为褶皱的组合型式。研究褶皱的组合型式对探讨和研究褶皱发育地壳的大地构造属性、褶皱的形成机制、区域应变状况、地壳运动性质具有重要意义。

1.日尔曼式褶皱(German-typefolds):

又称断续褶皱;这类构造发育于构造变形较微弱的地台盖层中,以卵圆形的穹隆构造、构造盆地褶皱群体分布为特征。穹隆构造和构造盆地的翼部岩层产状较缓,但规模可以较大,在空间展布常无一定的方向性。4褶皱

4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.5褶皱的组合型式及其分布

1.日尔曼式褶皱

(German-typefolds):

又称断续褶皱;这类

构造发育于构造变形较

微弱的地台盖层中，以

卵圆形的穹隆构造、构

造盆地褶皱群体分布为

特征。穹隆构造和构造

盆地的翼部岩层产状较

缓,但规模可以较大,在

空间展布常无一定的方向性。4褶皱穹隆构造及构造盆地4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.5褶皱的组合型式及其分布

1.日尔曼式褶皱

(German-typefolds):

在这一类的褶皱中,

有的以短轴状的背斜和

向斜的型式出现，并以

一定的方式和方向有规

律的定向排列,其中较为

典型的是雁列状展布的

褶皱群，这些褶皱呈首

尾错落重叠的雁行定向

排列。4褶皱雁行状排列的短轴褶皱

4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.5褶皱的组合型式及其分布

1.日尔曼式褶皱(German-typefolds):

2.侏罗山式褶皱(Jura-typefolds):

又称过渡型褶皱;侏罗山式褶皱的代表性构造是隔档式褶皱和隔槽式褶皱。

隔档式褶皱又称梳状褶

皱，由一系列平行排列的背

斜和向斜构造组成,其特征

是背斜窄而紧闭,发育完

整,在平面上呈线状延伸;

而两个背斜之间的向斜则

平缓开阔;中国四川东部的

北北东向褶皱就是这类褶

皱的典型实例。4褶皱

4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.5褶皱的组合型式及其分布

2.侏罗山式褶皱(Jura-typefolds):。

隔槽式褶皱由一系列平行排列的背斜和向斜构造组成,其特征是与隔档式褶皱相

反，向斜窄而紧闭，发

育完整,在平面上呈线状

延伸；而两个向斜之间

的背斜则平缓开阔,剖面

形态常呈箱状,中国黔北

－湘西一带的北北东向

褶皱就是这类褶皱的典

型实例。4褶皱隔槽式褶皱

4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.5褶皱的组合型式及其分布

2.侏罗山式褶皱(Jura-typefolds):

隔档式和隔槽式这两类组合型式的褶皱的共同特点是,背斜和向斜的变形强度不同,较紧闭的褶皱和较开阔的褶皱相间平行排列。这种类型的褶皱因其在欧洲的侏罗山发育完美而称其侏罗山式褶皱。其成因是沉积盖层沿刚性的基底上底软弱层滑脱变形而形成的。

4褶皱

4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.5褶皱的组合型式及其分布

1.日尔曼式褶皱(German-typefolds):

2.侏罗山式褶皱(Jura-typefolds):

3.阿尔卑斯型褶皱(Alpino-typefolds):

又称全形褶皱;其基本特点是,一系列线状褶皱成带状展布,所有褶皱的走向基本上与构造带的延伸方向一致,在整个带内,背斜和向斜呈连续波状,同等发育,布满全区,不同级别的褶皱往往组合成巨大的复背斜和复向斜。

4褶皱

4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.5褶皱的组合型式及其分布

3.阿尔卑斯型褶皱(Alpino-typefolds):

又称全形褶皱;其基本特点是,一系列线状褶皱成带状展布,所有褶皱的走向基本上与构造带的延伸方向一致,在整个带内,背斜和向斜呈连续波状,同等发育,布满全区,不同级别的褶皱往往组合成巨大的复背斜和复向斜。

4褶皱

4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.5褶皱的组合型式及其分布

3.阿尔卑斯型褶皱(Alpino-typefolds):

组成复背斜和复向斜的次级褶皱大多是较紧闭的,从复背斜核部到两翼,常由直立褶皱变为斜歪褶皱、倒转褶皱、甚至成平卧褶皱。所以,次级褶皱的轴面常常呈有规律的排列;如果复背斜的次级褶皱轴面向核部收敛,则形成扇形复背斜;复向斜中次级褶皱的轴面向核部收敛,则形成倒扇形,向槽部收敛则形成扇形。4褶皱

4.3褶皱的类型及褶皱的组合型式

4.3.5褶皱的组合型式及其分布

3.阿尔卑斯型褶皱

(Alpino-typefolds):

这一类型的褶皱多形成于沉积岩层巨厚的地区,后遭地壳运动强烈水平挤压,岩层褶皱断裂,隆升造山,形成一系列复式褶皱。

4褶皱4.4褶皱的形成机制

褶皱的形成经历了一个漫长、复杂的变形过程,褶皱的形成与受力状态、变形环境、以及岩层的岩石力学性质有着密切的关系。在不同的条件和环境下,形成的褶皱的类型、形态、样式是不同的。

4.4.1纵弯褶皱作用:

(1)

纵弯褶皱作用的概念:

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。

4褶皱纵弯褶皱作用

弯曲层外凸的一侧受到平行于弯曲面的引张而拉伸。

弯曲层内凹的一侧受到挤压而压缩。

二者之间的一排小圆表现为既无拉伸又无压缩,为一中和面。

中和面以上的张应力呈水平方向分布。

中和面以下的压应力也呈水平方向分布。4褶皱中和面压缩拉伸单层的应变分布(2)单层岩层的纵弯褶皱作用单层岩层纵弯褶皱中形成的小构造:岩层外凸侧因拉伸而变薄,内凹侧因挤压压缩而变厚(韧性岩层);

在褶皱岩层外凸侧常形成扇形排列的楔形张节理或小型正断层(脆性岩层);

在褶皱岩层的内凹侧形成逆断层;若微层理发育,还可形成一系列小型褶皱。4褶皱当一套层状岩层受到侧向挤压而发生纵弯褶皱时,层面在形成褶皱的过程中起着重要的作用,

并以弯滑作用方式、弯流作用方式形成褶皱。弯滑作用:指一系列岩层在侧向挤压作用中通过层间滑动而发生弯曲成为褶皱的作用。弯流作用：是指岩层发生弯曲变形时,岩层间不仅发生层间滑动,而且岩层的内部还出现物质流动现象。4褶皱(3)多层岩层的纵弯褶皱作用弯滑作用具有以下特点:各层面保持平行关系,各单层的厚度相等（平行褶皱即IB型）。4褶皱由于层间的这种差异剪切滑动作用,在强硬岩层的翼部可产生旋转剪节理和同心节理。4褶皱由于层间滑动产生的上下岩层之间的摩擦,可在层面上形成层面擦痕,这些线状擦痕的延伸方向与褶皱的枢纽延伸方向垂直。

4褶皱枢纽在褶皱的转折端形成空隙空间,造成虚脱现象,

被成矿物质充填,则可以形成鞍状矿体。

4褶皱形成层间小褶皱在两个强硬岩层之间夹有层理发育的韧性岩层的条件下,岩层发生纵弯褶皱作用时,则会在层间滑动的剪切力偶的作用下,在韧性的薄岩层中会产生层间小褶皱。位于主褶皱翼部的这些层间小褶皱为部对称褶皱,层间小褶皱的轴面与它们上、下相邻的强硬岩层面所夹锐角的方向,指示其相邻岩层的相对滑动方向。4褶皱层间小褶皱的轴面与它们上、下相邻的强硬岩层面所夹锐角的方向,指示其相邻岩层的相对滑动方向。

上述层间滑动规律可用来判断岩层的顶面和底面,确定岩层层序是正常还是倒转;还可用来判断背斜和向斜的位置。

4褶皱形成相似褶皱层内物质的流动方向,是从翼部流向转折端,并导致在转折端厚度增加,而翼部的岩层厚度则减薄,形成II类的相似褶皱或III类的顶厚褶皱。4褶皱相似褶皱弯流作用的主要变形特征是:

当软岩层与硬岩层互层,硬岩层形成平行褶皱;而软岩层流动并去充填由于层间滑动形成的虚脱空间,从而形成与硬岩层褶皱形态不同的顶厚褶皱。4褶皱当硬岩层中夹有一大层层理发育并相对容易流动的韧性岩层时,物质的流动并不顺其微层理发生层间差异流动,而是在主褶皱的翼部和转折端形成从属褶皱,

这些从属褶皱显示了层内物质向转折端流动的特征。4褶皱在侧向挤压力作用下,软岩层发生强烈层内流动,可产生线理、劈理(兼有变质作用)等小构造;如果软岩层中夹有脆性的薄层,还可形成构造透镜体。4褶皱4.4.2

横弯褶皱作用:

（1）横弯褶皱作用的概念:

岩层受到与层面垂直的外力作用而发生弯曲形成的褶皱叫做横弯褶皱作用。这类褶皱主要是由于地壳的差异升降运动、岩浆及岩盐底辟作用以及同沉积作用所造成的,与纵弯褶皱作用所形成的褶皱相比,横弯褶皱作用所形成的褶皱是次要的。4褶皱

（2）横弯褶皱作用的特点:

应力轨迹的特点：横弯褶皱的岩层整体处于拉伸状态,一般不存在中和面。4褶皱4褶皱

横弯褶皱作用引起的弯流作用是使岩层物质从褶皱弯曲的顶部向翼部流动,与纵弯褶皱层间物质从翼部流向转折端的流动方向是刚好相反。4褶皱横弯褶皱作用往往形成IA型的顶薄褶皱,

还可能造成放射状断层或同心圆状环形断层;这些断层若后来被成矿热液充填,就会形成放射状或同心圆状矿体。4褶皱在翼部由于重力作用或层间差异流动,在翼部可形成层间褶皱,

这些层间褶皱的轴面与主褶皱的锐夹角方向指向两翼岩层的倾斜方向,表明岩层上层面相对于相邻下层面向背离背斜转折端的方向位移,这与纵弯褶皱中背斜内层间褶皱指示主褶皱的各相邻上层向背斜转折端滑动的滑动方向刚好相反。4褶皱4.4.3剪切褶皱作用:

（1）剪切褶皱作用的概念:

岩层沿着一系列与岩层不平行的密集劈理面(破裂面)发生差异滑动而形成褶皱的作用叫做剪切褶皱作用。剪切褶皱作用又称滑褶皱作用。在这种褶皱作用中原始的岩层面已经不起控制作用,而只是作为滑动结果的标志或参照系。

4褶皱（2）

剪切褶皱作用的主要特点:

在横剖面上平行轴面(也就是劈理面或滑动面)方向所量得的褶皱不同部位的层的“厚度”基本是相等的,所以,剪切褶皱的典型型式是相似褶皱。

4褶皱岩层面滑动面

剪切褶皱作用所形成的褶皱并非岩层面真正发生了弯曲变形,而是层面沿密集的平行劈理或片理面发生差异滑动而显现出弯曲的外貌。

4褶皱滑动面岩层面在变质岩中劈理和片理特别发育,因此,剪切褶皱作用多发生在变质岩区

。剪切褶皱作用往往使层理或前期的劈理、片理错动成锯齿状或其它形态的褶皱。4褶皱4.4.4柔流褶皱作用:

柔流褶皱作用是指高韧性岩石(如岩盐、石膏、或煤层等)或者是岩石处于高温高压环境下变成高韧性体,受到外力的作用,发生类似粘稠的流体那样的流动变形,从而形成形态复杂多变的褶皱。例如,盐丘构造的底辟核的膏盐层就是一种形态复杂的柔流褶皱、

4褶皱4褶皱4.4.4柔流褶皱作用:

在变质岩或混合岩化的岩体中有些长英质脉岩受力作用而形成的肠状褶皱就是一种柔流褶皱。这在太古代和其它深变质岩中是较为普遍的一种构造现象,这类肠状褶皱或者是早期侵位的岩脉在围岩发生变形和变质过程中发生流变而形成;或者是在强烈变形时期,贯入到褶皱岩层中的脉岩,后来又与围岩一起变形而成。

4褶皱肠状褶皱

4.4.4柔流褶皱作用:

柔流褶皱作用与前面所讲述的受层理控制的纵弯褶皱作用中的弯流褶皱作用常有互相过渡的现象,例如有些煤层遭受强烈的弯流褶皱作用时,相对较韧性的煤层会发生柔流并突破岩层的限制,在局部地段形成肠状褶皱,造成煤层在一处变厚,在另一处变薄甚至尖灭的现象。

4褶皱4.4.5膝褶作用:

这类褶皱主要发生在岩性较均一的脆性薄岩层或面理化岩石中,脆性薄岩层在一定围岩的限制下,受到与层理或面理平行或稍微斜交的压应力作用,使岩层发生层间滑动,但又受到某种限制,常常使滑动面发生急剧转折,即相当于轴面的膝褶面折转而成尖棱褶皱。

4褶皱4.4.5膝褶作用:

膝褶中的滑动褶皱作用常集中发生在不对称膝褶的短翼部分,形成剪切带,称为膝褶带;膝褶带两侧的界面为膝褶面。两个相邻膝褶带可以互相平行,也可呈共轭相交,形成箱状褶皱或称为共轭褶皱。一系列两翼等长的对称式尖棱褶皱常组成“人”字型,或手风琴式褶皱。

4褶皱4.4.6褶皱形成中的压扁作用:

岩层在侧向顺层挤压力的作用下,会引起平行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。岩层在形成褶皱的整个发育过程中都有压扁作用,压扁作用对褶皱的形态及其内部的应变分布都有显著的影响。4褶皱

(1)在压扁作用下,褶皱岩层内各点应变状态也随之发生有规律的变化,例如,随着纵弯褶皱作用增强,压扁作用也随之增强,褶皱层内各点应变椭球体的长轴X逐渐旋转到与褶皱轴面平行的方向上，压扁作用越强烈,应变椭球越扁,整个褶皱就越紧闭。4褶皱

(2)在褶皱形成过程中,因压扁作用而使褶皱岩层的厚度也相应发生变化,表现为翼部岩层变薄,转折端岩层变厚,从而使整个褶皱由平行褶皱向相似褶皱发展。

(3)压扁作用也使诸如岩石中的鲕粒、砾石以及具对称要素的化石(如三叶虫、腕足类、笔石、羊齿等,或矿物晶体如黄铁矿、石榴子石等发生变形;对它们变形后的形状与变形前的原始形状进行对比,可以推断压扁作用的程度。4褶皱

(4)在压扁作用下,位于褶皱翼部的脆性薄岩层往往在垂直压缩方向的拉伸下形成石香肠、构造透镜体;如若是韧性岩层褶皱并经受强烈压扁作用,则会形成与褶皱轴面平行的密集的轴面劈理,当压扁作用不均匀时,则会沿劈理面发生差异滑动,形成以层面为标志面的剪切褶皱。4褶皱

(5)当褶皱是由脆性和韧性岩层相间组成时,在经受强烈持续的压扁作用之后,韧性岩层就会产生劈理,强硬岩层则会因强烈压扁形成“无根钩状褶皱”,这种变形现象在强烈褶皱的变质岩区较为普遍。4褶皱

(6)在厚层韧性岩层(如泥岩)夹薄层强硬岩层(如石英砂岩)组成的岩系受到侧向顺层挤压尚未发生褶皱时,岩系先整体平行主压应力方向压缩,垂直主压应力方向伸长使厚度略增;在持续挤压下,韧性厚岩层继续压缩,而其间的薄层强岩层则形成一系列小褶皱以适应压缩;随着整个岩系在纵弯褶皱作用下形成大型主褶皱,这时强硬薄岩层中的小褶皱整体地也随主褶皱而弯曲,这些小褶皱在枢纽部位仍保持对称式(M型),在两翼则变为不对称褶皱(左翼为Z型,右翼为S型)。这一理论较为圆满地解释了层间小褶皱不仅发育于大褶皱翼部,也发育在大褶皱的枢纽部位)这一现象。4褶皱4.4.7影响褶皱形成的主要因素:

褶皱的形态、规模和分布特点不仅与褶皱作用力的方式和方向有密切关系,而且要受许多其它的因素的影响,例如层理的发育情况、岩层的厚度、岩石的力学性质岩层的埋藏深度以及基底构造等等。4褶皱（1）层理在褶皱形成中的作用:

岩石中的层理或成层构造使岩石具不均一性(各向异性),当层状岩石受到力的作用时,可以通过层间滑动或层内物质的塑性流动而弯曲褶皱。4褶皱而各向同性、结构均一、无层理构造的岩体(例如岩浆岩体)在受力变形时,岩体被压缩,有时在与主压应力垂直的方向上形成由劈理或片理构成的挤压带,或者是形成一些其它方向的断裂构造,就是不会产生褶皱。因此,层理或成层构造是岩石产生褶皱的一个必要条件。4褶皱（2）岩层厚度对褶皱形成的影响:

岩层的厚薄对褶皱的状态和大小也有显著的影响,当岩性相同或相似而厚度不同的岩层施加同样的水平挤压力时,则厚岩层往往形成曲率小、波长大的平缓开阔褶皱;而薄岩层则形成曲率大、波长小的紧闭褶皱。4褶皱（3）岩层组合及其力学性质对褶皱形成的影响:

岩石的力学性质直接影响褶皱的形态和类型,当岩石力学性质不同的强硬岩层和软弱岩层相间叠置并一起受力发生褶皱时,其中强硬岩层的岩层厚度不变,以弯滑褶皱作用方式形成平行褶皱,。而软弱岩层则在转折端显著加厚,形成相似褶皱。或者是强硬岩层形成平缓开阔褶皱,软弱岩层则形成紧闭褶皱。此外,强硬岩层在转折端形成扇状楔形张节理,而软弱岩层在转折端则形成反扇形流劈理。4褶皱（3）岩层组合及其力学性质对褶皱形成的影响:

一般来说,强硬岩层在褶皱中表现为相对刚性层,软弱岩层则显示为相对韧性层。野外观察和室内实验表明,一套强硬、软弱岩层成互层的岩系发生褶皱,强硬岩层常常以弯滑褶皱作用为主形成平行褶皱,并对整个褶皱的形态起控制作用,而软弱岩层则被迫迁就强硬岩层形成的空间而变形,形成顶厚褶皱。4褶皱（3）岩层组合及其力学性质对褶皱形成的影响:

岩层的“强硬”和“软弱”是相对的,岩层的强弱除与岩层的成分、结构、构造有关外,还要受变形时的温度、围压、溶液、应变速率等因素的制约。在一个地区表

现为强硬的岩层,在另一个地区可能

表现为软弱岩层。在一般情况下,砂

岩和页岩互层时砂岩为强硬岩层,石

灰岩与页岩或泥灰岩一起褶皱时,石

灰岩是强硬岩层,但石灰岩与白云岩

或硅质灰岩互层时,石灰岩则表现为

软弱岩层。同一种岩石,厚层的往往

表现为强硬岩层,薄层的则表现为软

弱岩层。4褶皱（3）岩层组合及其力学性质对褶皱形成的影响:

Biot等人通过模拟实验和野外实际,提出了侧向挤压力下纵弯褶皱作用发育机制中主导层的厚度及其有关岩石力学性质控制着弯曲作用早期的褶皱波长－即主波长理论。该理论认为,岩石在小应力长期的作用下,可以看作是具有不同粘度的粘性固体,发生均匀缩短和失稳而形成褶皱。粘性较高的岩层(强硬岩层)在褶皱作用中起主导作用。当粘度较高的岩层夹于粘度较低(软弱岩层)的介质层中,受到侧向挤压而发生褶皱时,其初始主波长(Wd)的公式为:

4褶皱褶皱初始主波长(Wi)的公式为:d为主导层的厚度,μ1为主导层的粘度,μ2

为介质层的粘度,μ1

>

μ2。褶皱主波长与褶皱主导层厚度T成正比,与主导层和介质层二者的粘度比(μ1/μ2)的立方根成正比。当一定时,即当岩层性质差异相同时,不同厚度的岩层形成不同波长的褶皱。厚度小的层形成的褶皱波长小,褶皱数目多,每个褶皱较紧闭;厚度大的层形成的褶皱波长长而开阔。厚度相差很大的多层岩石组成的褶皱,不同厚度的岩层形成的褶皱波长不同。形态各异,在剖面上表现为明显的不协调褶皱。

4褶皱褶皱主波长理论Biot

等根据计算和实验提出把岩层视作弹性板d——岩层厚度；

1——强层粘度；

2——弱层（基质）粘度主波长理论表明：初始主波长与强岩层的厚度和强岩层与介质的粘度比有关，而与作用力无关褶皱主波长理论褶皱主波长与强岩层厚度成正比褶皱主波长理论（

1/

2）褶皱主波长与强岩层粘度(

1)与介质粘度（

2

）的比值有关2种典型（极端）情况

1/

2>50——来自基质的阻抗很小（设想为强岩层处于近于自由空间的环境中）

1/

2<10——来自基质的阻抗很大（强岩层难以自由褶皱变形）褶皱主波长理论（

1/

2>50）

1/

2>50——来自基质的阻抗很小褶皱主波长理论（

1/

2<10）

1/

2<10——来自基质的阻抗很大；Wa<<Wi褶皱主波长理论（不同的粘度比）

褶皱主波长理论粘度比小，形成肠状褶皱(4)岩层埋藏深度对褶皱形成的影响:

地壳中不同深度的岩层,由于所处的不同深度的温度围压条件不同而具有不同的岩石力学性质当这些处于不同深度的岩层发生褶皱时，其褶皱机制和所形成的褶皱的形态也各不相同。在地表常温常压条件下的岩层表现为脆性,其变形以断裂为主。在地表以下，随着温度、围压的增大,岩石的韧性随之增高。

在地壳浅部，岩层表现为弹性且显示层状构造的各向异性,岩层褶皱以弯滑褶皱作用为主，多形成平行褶皱(IB型)；越往地壳深处，岩石的韧性越高，其性状接近理想的粘弹性体，岩石的不均一性减小甚至消失，褶皱作用也逐渐以弯流褶皱作用和剪切褶皱作用为主，进而变为柔流褶皱作用为主。

4褶皱断裂平行褶皱(IB型)弯流褶皱作用和剪切褶皱柔流褶皱不同深度褶皱机制和所形成的褶皱的形态不相同（5）应变速率对褶皱形成的影响:

在温度和围压都较高的情况下,如果作用力很大,应变速率很大,岩石并不表现为粘性,而表现为弹性,这时即使处于地下一定深度,岩层也呈弹性弯曲或断裂。在应变速率较慢的缓慢变形中,即使是在近地表的低温低压条件下,

这时即使压应力很小,但只要应力作用持续时间很长,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。4褶皱（6）基底构造对盖层褶皱的影响:

基底构造或埋深很大的深层构造,尤其是基底断裂构造,对其上盖层或浅层褶皱的形成、浅层褶皱的形态和组合分布具有较大的影响。例如:

4褶皱（6）基底构造对盖层褶皱的影响:雁行状褶皱就是由于基底中的平移断层的水平剪切作用而形成的。

4褶皱(6)基底构造对盖层褶皱的影响:

基底的隆起会引起其上的盖层形成大型的穹隆构造;

深层基底的断裂上冲作用会造成盖层的岩层形成褶皱轴面与深层断裂倾向一致的不对称褶皱(称为断褶作用),褶皱的陡翼通常反映了深层断裂的部位;

4褶皱、穹窿与不对称褶皱不对称褶皱及褶皱消失箱状褶皱基底滑动及负背钭正向斜

在两条基底断裂之间的断块部位常常形成箱状褶皱。如果深层使波状起伏的“硬化”基底,当侧向挤压时,波状不整合面成为滑动面,则可在深层的正向地形上面出现向斜构造,负向地形上面出现背斜构造。

4褶皱、4.5褶皱构造的观察和研究

褶皱构造研究的基本任务是,通过野外观察和填图,并结合各种地质勘探(如物探。钻探、山地工程等)手段和应用航空照片、卫星照片的图象解译等所取得的地质资料的综合研究,查明褶皱的形态、产状和组合分布特点,探讨褶皱形成机制和形成时代,为研究区的区域地质构造特征、褶皱与矿产、水文、工程地质等关系提供基础研究资料。4褶皱4.5.1褶皱形态的研究:

（1）了解研究区区域的总的构造轮廓:收集和阅读研究区小比例尺的地质图。收集和解译研究区的航空照片和卫星照片。在研究区选择露头良好的地带进行横穿区域构造线的路线地质构造观察:

①了解研究区地层的时代、岩性组合、层序。②了解研究区地层的产状特征,岩层的总体走向及其变化规律。③了解和确定地层中褶皱的发育部位、发育程度、褶皱的要素及其产状。4褶皱4褶皱4褶皱航空照片拍摄到的褶皱构造4褶皱航空照片拍摄到的穹隆褶皱构造4褶皱卫星照片拍摄到的褶皱构造（2）查明研究区地层层序和追索标志层:

查明地层层序是研究褶皱构造的最基础的工作:首先要认识和识别层理,

并注意区分层理与其它次生的面状构造。进行地层研究,根据岩石沉积特征、岩层组合特征、和古生物化石情况来查明地层的时代及其形成先后顺序(层序)。要注意利用沉积岩的原生层面构造(如斜层理、波痕、泥裂、冲刷构造、粒序层等)和岩层中的次生小构造(如层间小褶皱、层间劈理等)来判断沉积岩层的顶面和底面,以此来查明岩层的产状和岩层层序是正常还是倒转

,并根据地层重复对称分布的关系,确定背斜和向斜的存在和发育部位。4褶皱（3）追索标志层:

所谓标志层是指厚度不大、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。在一些地区,因褶皱规模较大,构造比较复杂,层理和层序尚未弄清等原因,褶皱构造的认识和确定是困难的。此时,若岩层中有符合上述条件的标志层,则可追索和填绘标志层的方法,沿着标志层的走向追索其分布并系统测量其岩层产状,便可填绘出褶皱的形态,确定褶皱的类型和位置。4褶皱（4）观测褶皱的几何形态:对确定的规模较小的褶皱构造,要观察其剖面形态,了解核部和翼部的位置,系统测量两翼岩层的产状,并测量褶皱轴面和枢纽的产状。而对于规模较大的褶皱或出露不完整