褶皱的成因分析

褶皱的成因分析第一页，共十三页，2022年，8月28日褶皱的形成经历漫长、复杂的变形过程,它们的形成与内在和外在因素有关;褶皱的形成方式与受力状态、变形环境以及岩层岩石力学性质有着密切的关系。在不同条件和环境下,褶皱的类型、形态、样式是不同的。根据褶皱的形成条件、褶皱类型及形态，可将褶皱的形成机制分为：纵弯褶皱作用、横弯褶皱作用、剪切褶皱作用、柔流褶皱作用。褶皱成因分析－褶皱形成机制第二页，共十三页，2022年，8月28日根据褶皱过程中岩层的变形行为，可以划分为：主动褶皱（弯曲褶皱）、被动褶皱（剪切褶皱）根据褶皱过程中物质运动方式，可以划分为：滑动褶皱作用、流动褶皱作用根据引起褶皱的作用力方式，可以划分为：纵弯褶皱作用、横弯褶皱作用褶皱的形成方式与其受力状态、变形环境及其岩层的变形行为密切相关第三页，共十三页，2022年，8月28日主动褶皱：褶皱的形成是通过层的力学性质和层理积极地控制着褶皱发育，又称弯曲褶皱。形成条件：地壳中浅构造层次（约10km以内）。被动褶皱：层理的力学不均一性在褶皱形成过程不起主导作用，只是被动作为变形标志，这种褶皱称为被动褶皱，它的层理并没有发生真正的弯曲，而褶皱是通过沿平行剪切面的不均匀剪切而形成的，这种褶皱又称剪切褶皱。形成条件：地壳的下构造层次，温度和压力增高，各层岩石均显示很大韧性。岩石间的韧性差异很小，趋向于均一。主动褶皱和被动褶皱第四页，共十三页，2022年，8月28日流动：是指物质的连续位移（A）。滑动：是指物质沿着许多一定间隔的不连续面的位移（B）。流动褶皱和滑动褶皱第五页，共十三页，2022年，8月28日纵弯褶皱：是在平行于岩层的水平挤压作用下，岩层失稳而弯曲，称为纵弯褶皱。（左图）横弯褶皱：是指在垂直于岩层的作用力的作用下使岩层发生弯曲，称为横弯褶皱。（右图）纵弯褶皱和横弯褶皱第六页，共十三页，2022年，8月28日第一节纵弯褶皱作用第七页，共十三页，2022年，8月28日纵弯褶皱形成的前提：岩层层理和岩层间力学性质的差异在褶皱形成过程中起关键作用。如果岩石在力学性质上是均匀岩石，则产生均匀压扁；如果岩石力学性质不一致，则：强硬层（能干层）－正弦曲线状弯曲；

软弱层（非能干层）－均匀压扁。如果两层岩石力学性质（特别是韧性）差异较小，则两层岩石受到总体压扁作用。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第八页，共十三页，2022年，8月28日主导波长理论设有一厚度为d的高粘度（μ1）强硬层夹于低粘度（μ2）的软弱岩层中，使其受侧向挤压而发生纵弯作用。式中：d－强硬层的厚度，μ1，μ2

－强硬层和软弱层的粘度（μ1>μ2）。褶皱主波长与力的大小无关，只与介质的力学性质有关。褶皱主波长与褶皱层厚度d成正比、与强硬层和软弱层的粘度比的立方根成正比，厚度、粘度比越大，褶皱的波长就越大。纵弯褶皱的成因机制第九页，共十三页，2022年，8月28日单层褶皱的发育机制当强硬层与介质的能干性差大时，形成肠状褶皱。当强硬层与介质的能干性差小时，形成尖圆褶皱。第十页，共十三页，2022年，8月28日褶皱层厚度变大，波长和波幅变小，褶皱越不明显。不同能干性差的褶皱形态第十一页，共十三页，2022年，8月28日纵弯褶皱的应变分布型式可以归纳为两种模式：中和面褶皱作用顺层剪切作