构造地质学第四章 褶皱ppt课件

1、第四章第四章 褶皱褶皱(fold)(fold)构造地质学构造地质学复习：2. 褶皱形态的描述剖面：轴面与两翼产状对称性翼间角大小 弯曲形态各层弯曲的相互关系平面 ：线状、短轴、穹窿及构造盆地第第4 4章章 褶皱褶皱(fold)(fold)主要内容：主要内容：1. 褶皱和褶皱要素褶皱和褶皱要素 2. 褶皱的几何形态及褶皱的描述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褶皱的类型及褶皱的组合型式4. 褶皱的形成机制褶皱的形成机制5. 褶皱构造的观察和研究褶皱构造的观察和研究 一、褶皱的产状类型一、褶皱的产状类型 v1. 1. 褶皱的位态分类褶皱的位态分类( (里卡德分类里卡德分类)

2、 )：v根据轴面倾角和枢纽倾伏角两个产状要素，将根据轴面倾角和枢纽倾伏角两个产状要素，将褶皱分为七类：褶皱分为七类：v 规定规定: :水平为水平为0o0o10o10o；倾斜；倾斜( (伏伏) )为为10o10o80o80o；直立为直立为80o80o90o90ov v 1. 1.直立水平褶皱直立水平褶皱 2.2.直立倾伏褶直立倾伏褶皱皱 v 3.3.倾竖褶皱倾竖褶皱 4.4.斜歪水平褶斜歪水平褶皱皱 v 5.5.斜歪倾伏褶皱斜歪倾伏褶皱 6.6.平卧褶皱平卧褶皱v 7.7.斜卧褶皱斜卧褶皱褶皱产状类型三角网图里卡德三角网）褶皱产状类型三角网图里卡德三角网）ABC分类实例：轴面13630，枢纽侧伏

3、角40(E)褶皱的产状类型褶皱的产状类型直立水平褶皱直立水平褶皱直立倾伏褶皱直立倾伏褶皱竖直褶皱竖直褶皱斜歪水平褶皱斜歪水平褶皱平卧褶皱平卧褶皱斜歪倾伏褶皱斜歪倾伏褶皱 斜卧褶皱斜卧褶皱v直立水平褶皱直立水平褶皱()()轴面近于直立轴面近于直立( (倾角倾角80-9080-90) )，枢纽近于水平枢纽近于水平( (倾伏角倾伏角0-100-10) )；v直立倾伏褶皱直立倾伏褶皱()()轴面近于直立轴面近于直立( (倾角倾角80-9080-90) )，枢纽倾伏角为枢纽倾伏角为10-8010-80；v竖直褶皱竖直褶皱()()轴面和枢纽近于直立轴面和枢纽近于直立( (倾角和倾伏倾角和倾伏角均为角均为8

4、0-9080-90) )v斜歪褶皱斜歪褶皱()()轴面倾斜轴面倾斜( (倾角倾角10-8010-80) )，枢纽近，枢纽近于水平于水平( (倾伏角倾伏角0-100-10) )v平卧褶皱平卧褶皱()()轴面和枢纽近于水平轴面和枢纽近于水平( (倾角倾角和倾伏角均为和倾伏角均为0-100-10) )；v斜歪倾伏褶皱斜歪倾伏褶皱()()轴面倾斜轴面倾斜( (倾角倾角10-10-8080) )，枢纽也倾伏，枢纽也倾伏( (倾伏角倾伏角10-8010-80) )，但二，但二者倾向和倾角均不一致；者倾向和倾角均不一致；v斜卧褶皱斜卧褶皱( (重斜褶皱重斜褶皱)()()轴面倾角和枢纽轴面倾角和枢纽倾伏角均为

5、倾伏角均为10-8010-80，而且两者倾向基本一，而且两者倾向基本一致，倾斜角也大致相等，即枢纽在轴面上的致，倾斜角也大致相等，即枢纽在轴面上的侧伏角为侧伏角为80-9080-90。2.2.里卡德分类的优点：里卡德分类的优点：1)1)三维空间分类，反映了褶皱在三维空间的三维空间分类，反映了褶皱在三维空间的形状和产状特征，避免二维空间分类的片面形状和产状特征，避免二维空间分类的片面性。性。2)2)里卡德三角网可以表示出所有可能存在的里卡德三角网可以表示出所有可能存在的褶皱产状类型，七个区域的大小大致反映了褶皱产状类型，七个区域的大小大致反映了该类褶皱在自然界出现的机率大小及变化规该类褶皱在自然

6、界出现的机率大小及变化规律；律；3)3)可作为褶皱统计的图解，表达褶皱的特征可作为褶皱统计的图解，表达褶皱的特征分布。分布。体现了地质研究的科学性，哲学性体现了地质研究的科学性，哲学性v1.1.根据褶皱的各层厚度变化和各层之间的根据褶皱的各层厚度变化和各层之间的几何关系几何关系( (范海斯，范海斯，1896)1896)v1) 1) 平行褶皱平行褶皱v2) 2) 相似褶皱相似褶皱v2. 2. 横截面上褶皱层的等倾斜线型式和厚横截面上褶皱层的等倾斜线型式和厚度变化参数反映的相邻褶皱面的曲率关系度变化参数反映的相邻褶皱面的曲率关系vG.J.RamsayG.J.Ramsay分类三类五型分类三类五型二、

7、褶皱横截面的几何类型二、褶皱横截面的几何类型 1 1平行褶皱平行褶皱a.a. 各岩层平行各岩层平行弯曲弯曲b.b. 同一岩层各同一岩层各部位厚度基本一部位厚度基本一致，但平行轴面致，但平行轴面方向视厚度不同方向视厚度不同c. c. 从外向内各从外向内各层曲率变大层曲率变大2 2相似褶皱相似褶皱a a、各岩层弯曲、各岩层弯曲形态相似，曲形态相似，曲率基本不变率基本不变b b、两翼薄转折、两翼薄转折端厚，但平行端厚，但平行轴面方向视厚轴面方向视厚度相近度相近v、兰姆赛的褶皱几何分类、兰姆赛的褶皱几何分类(1967)(1967)依据依据褶皱岩层等倾斜线型式及厚度变化分类。褶皱岩层等倾斜线型式及厚度变

8、化分类。v等倾斜线：褶皱层的上下褶皱面倾角相等等倾斜线：褶皱层的上下褶皱面倾角相等的切点的连线的切点的连线等倾斜线水平线 10o兰姆赛根据褶皱横截面上褶皱层的等倾斜线兰姆赛根据褶皱横截面上褶皱层的等倾斜线型式和厚度变化参数反映的相邻褶皱面的曲型式和厚度变化参数反映的相邻褶皱面的曲率关系将褶皱分为三类五型：率关系将褶皱分为三类五型： 类：褶皱的等倾斜线向内弧呈收敛状，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。根据等斜线的收敛程度分为三是小于内弧。根据等斜线的收敛程度分为三个亚类。个亚类。 等倾斜线向内弧呈强烈收敛，各

9、线长短差别极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，为典型的顶薄褶皱。大，内弧曲率远比外弧大，为典型的顶薄褶皱。等倾斜线也向内弧收敛，并与褶皱面垂直，各线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。大于外弧，为典型的平行褶皱。等斜线向内弧轻微收敛，转折端等倾斜线比两翼附等斜线向内弧轻微收敛，转折端等倾斜线比两翼附近略长，反映两翼厚度有变薄的趋势，内弧曲率略近略长，反映两翼厚度有变薄的趋势，内弧曲率略大于外弧，是平行褶皱向大于外弧，是平行褶皱向类相似褶皱过渡的形式

10、类相似褶皱过渡的形式类类 等倾斜线互相平行且等长，褶皱层的内弧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。致，为典型的相似褶皱。类类 等倾斜线向等倾斜线向外弧收敛，向内弧外弧收敛，向内弧散开呈到扇状，即散开呈到扇状，即外弧曲率大于内弧，外弧曲率大于内弧，为典型的顶厚褶皱。为典型的顶厚褶皱。 分分 类类 意意 义义 精确测定褶皱几何形态，表明不同岩层褶皱变化的细精确测定褶皱几何形态，表明不同岩层褶皱变化的细微差别，预测层内和层间褶皱样式的变化，帮助分析微差别，预测层内和层间褶皱样式的变化，帮助分析褶

11、皱成因机制。褶皱成因机制。三、同沉积积褶皱和底辟构造三、同沉积积褶皱和底辟构造 v、同沉积褶皱在沉积过程中形成的褶皱。、同沉积褶皱在沉积过程中形成的褶皱。 特点：特点：va. a. 形态开阔，翼部岩层上缓下陡；形态开阔，翼部岩层上缓下陡；vb. b. 岩层顶薄，翼厚；岩层顶薄，翼厚；vc.c.沉积顶粗，翼细。沉积顶粗，翼细。 伸展盆地伸展盆地挤压盆地挤压盆地2 2、底辟构造和盐丘、底辟构造和盐丘(Diapiric structures)(Diapiric structures)，由，由地下低密度高塑性岩层地下低密度高塑性岩层( (如岩盐、石膏、泥岩、如岩盐、石膏、泥岩、岩浆等岩浆等) )在差异

12、力或差异压力下向上运动所产生在差异力或差异压力下向上运动所产生的构造。的构造。 组成：组成：a.a.底辟核：高塑性岩石组成。底辟核：高塑性岩石组成。b.b.核上构造：核上拱引起的变形构造核上构造：核上拱引起的变形构造( (复杂复杂) )。c.c.核下构造：核下部与底辟作用相关构造核下构造：核下部与底辟作用相关构造( (简单简单) )。盐底辟构造盐底辟构造盐丘盐丘v（一穹隆和构造盆地（一穹隆和构造盆地v（二雁行褶皱（二雁行褶皱v（三隔档式褶皱和隔槽式褶皱（三隔档式褶皱和隔槽式褶皱v（四复背斜和复向斜（四复背斜和复向斜四、褶皱的组合型式及其分布四、褶皱的组合型式及其分布 v(一一)穹隆和构造盆地穹

13、隆和构造盆地v(二二)雁行褶皱雁行褶皱v为一系列呈平行斜列雁行状的短轴为一系列呈平行斜列雁行状的短轴背斜或向斜，可以由不同规模和级次的背斜或向斜，可以由不同规模和级次的背斜或向斜组成。背斜或向斜组成。v可能成因：受水平力偶作用引起。可能成因：受水平力偶作用引起。v(三三)隔档式和隔槽式褶皱隔档式和隔槽式褶皱(侏罗山式褶皱侏罗山式褶皱)v隔档式褶皱梳状褶皱）隔档式褶皱梳状褶皱）由一系列平由一系列平行的背斜和向斜相间组成，其中背斜是窄行的背斜和向斜相间组成，其中背斜是窄而紧闭的，形态完整清楚，呈线状延伸；而紧闭的，形态完整清楚，呈线状延伸；而两个背斜之间的向斜则开阔平缓。而两个背斜之间的向斜则开阔

14、平缓。v 可能成因：顺塑性层挤压滑脱变形的结可能成因：顺塑性层挤压滑脱变形的结果。果。侏罗山式褶皱：盖层与基底四川盆地东部隔档式褶皱四川盆地东部隔档式褶皱p隔槽式褶皱隔槽式褶皱也是由一系列平行的背、向斜相间也是由一系列平行的背、向斜相间排列的褶皱组成，但其中背斜和向斜形态正好与排列的褶皱组成，但其中背斜和向斜形态正好与隔档式褶皱相反，其向斜紧闭且形态完整，呈线隔档式褶皱相反，其向斜紧闭且形态完整，呈线状排列，而两向斜之间的背斜则平缓开阔呈箱状状排列，而两向斜之间的背斜则平缓开阔呈箱状p 可能成因：顺塑性层挤压滑脱变形的结果。可能成因：顺塑性层挤压滑脱变形的结果。贵州正安一带隔槽式褶皱贵州正安一

15、带隔槽式褶皱侏侏罗罗山山褶褶皱皱v(四四)复背斜和复向斜复背斜和复向斜造山带中常见的褶皱造山带中常见的褶皱类型。类型。v是由多级褶皱所组成的巨大背斜和巨大向斜。是由多级褶皱所组成的巨大背斜和巨大向斜。各次级褶皱轴面常向该复背斜或复向斜的核部收敛。各次级褶皱轴面常向该复背斜或复向斜的核部收敛。识别标志：区域性新老地层的分布识别标志：区域性新老地层的分布复向斜：中央次级褶皱核部地层，中间新两侧老。复向斜：中央次级褶皱核部地层，中间新两侧老。复背斜：中央次级褶皱核部地层，中间老两侧新。复背斜：中央次级褶皱核部地层，中间老两侧新。第1型补充内容：叠加褶皱基本类型补充内容：叠加褶皱基本类型 第2 型 第

16、3型 第第4 4章章 褶皱褶皱(fold)(fold)主要内容：主要内容：1. 褶皱和褶皱要素褶皱和褶皱要素 2. 褶皱的几何形态及褶皱的描述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褶皱的类型及褶皱的组合型式4. 褶皱的形成机制褶皱的形成机制5. 褶皱构造的观察和研究褶皱构造的观察和研究 研究形成机制的目的：研究形成机制的目的：v1) 了解褶皱多样的形态及组合特点了解褶皱多样的形态及组合特点v2) 褶皱的区域展布及与地壳运动的关系褶皱的区域展布及与地壳运动的关系v3) 对矿产的控制规律对矿产的控制规律v4) 侧压力，重力，岩石力学性质等控制因素侧压力，重力，岩石力学性质等控制

17、因素在褶皱发育过程中的作用在褶皱发育过程中的作用v6) 褶皱层内部应变及其与其它构造的内在联褶皱层内部应变及其与其它构造的内在联系系v1 1、纵弯褶皱作用、纵弯褶皱作用v2 2、横弯褶皱作用、横弯褶皱作用v3 3、剪切褶皱作用、剪切褶皱作用v4 4、柔流褶皱作用、柔流褶皱作用一、褶皱形成机制的基本类型一、褶皱形成机制的基本类型 1、纵弯褶皱作用：、纵弯褶皱作用：单岩层变形特点单岩层变形特点特点特点顺层挤压；顺层挤压；单层变形外拉、内单层变形外拉、内压；压；中间存在中和面中间存在中和面拉伸与压缩应变向拉伸与压缩应变向中和面逐渐减小；中和面逐渐减小；弯曲加剧、曲率增弯曲加剧、曲率增大时，中和面向大

18、时，中和面向核部迁移。核部迁移。拉伸压缩韧性岩层，外凸侧会因拉伸变薄，内凹侧因压缩韧性岩层，外凸侧会因拉伸变薄，内凹侧因压缩变厚；变厚；较脆性岩层，外凸侧产生与层面正交、呈扇状排较脆性岩层，外凸侧产生与层面正交、呈扇状排列的楔形张节理或小型正断层，内凹侧产生逆断层列的楔形张节理或小型正断层，内凹侧产生逆断层或在一定条件下产生小褶皱。或在一定条件下产生小褶皱。纵弯褶皱中岩层的弯曲方式纵弯褶皱中岩层的弯曲方式( (物质的运动形式物质的运动形式) )1) 1) 弯滑作用弯滑作用 2) 2) 弯流作用弯流作用1)1)弯滑作用：一系列弯滑作用：一系列岩层通过层间滑动而岩层通过层间滑动而成为褶皱。成为褶皱

19、。 特点：特点：整个褶皱无统一的整个褶皱无统一的中和面，而各单层有中和面，而各单层有各自的中和面，且厚各自的中和面，且厚度保持不变，成平行度保持不变，成平行褶皱。褶皱。 外侧岩层相对外侧岩层相对于内侧岩层向于内侧岩层向转折端滑动，转折端滑动，在翼部可形成在翼部可形成同心状节理和同心状节理和旋转节理，转旋转节理，转折端形成虚脱折端形成虚脱空间。在层面空间。在层面上留下近于垂上留下近于垂直枢纽的擦痕。直枢纽的擦痕。可在层间韧性层中可在层间韧性层中形成不对称拖曳小形成不对称拖曳小褶皱，其轴面与层褶皱，其轴面与层面之间的锐夹角方面之间的锐夹角方向指向相邻层的滑向指向相邻层的滑动方向。动方向。 广西桂林

20、甲山石灰岩中的倒转褶皱广西桂林甲山石灰岩中的倒转褶皱2)2)弯流作用：岩层弯曲时，不仅发生层间滑动，而弯流作用：岩层弯曲时，不仅发生层间滑动，而且岩层内部出现物质流动的现象。且岩层内部出现物质流动的现象。 转折端加厚，两翼减薄，转折端加厚，两翼减薄，形成相似褶皱或顶厚褶皱形成相似褶皱或顶厚褶皱 软硬岩层互层时，硬岩层软硬岩层互层时，硬岩层成等厚褶皱，软岩层成顶厚成等厚褶皱，软岩层成顶厚褶皱。褶皱。 厚层软岩类层常形成从属厚层软岩类层常形成从属褶皱，显示物质向转折端的褶皱，显示物质向转折端的流动流动 软岩层的塑性流动可以产软岩层的塑性流动可以产生线理、辟理等小型构造。生线理、辟理等小型构造。弯流褶皱作用示意图弯流褶皱作用示意图相似褶皱相似褶皱顶厚褶皱顶厚褶皱v2.2.横弯褶皱作用：横弯褶皱作用：v(1)(1)在垂直层面方向应力作用下形成在垂直层面方向应力作用下形成v(2)(2)岩层总体处于拉伸应变状态，无中岩层总体处于拉伸