.,第八章,褶皺（folds）的幾何分析,參考書目：構(gòu)造地質(zhì)學(xué)第八章,.,概述,.,褶皺(folds)是在應(yīng)力作用下巖石中原來近于平直的各種面，如層面、各種面理面等的彎曲而顯示出來的變形現(xiàn)象。它反映了巖石的塑性變形和連續(xù)變形，是地殼構(gòu)造中最常見的地質(zhì)現(xiàn)象。,.,褶皺的規(guī)模差別極大，小到巖石手標(biāo)本或顯微鏡下才能觀察到的微型褶皺,大到只有在衛(wèi)星照片上才能完整地觀察到的區(qū)域性大型褶皺。,伊朗Dubinovka地區(qū)（來源于GoogleEarth）/NAGTWorkshops/structure/google_earth_mapping_locations.html,.,第一節(jié)褶皺和褶皺要素,.,褶皺的基本類型,按照基本形態(tài)分為背形(antiform)和向形(synform)。背形指褶皺面上凸式彎曲；向形指褶皺面下凹式彎曲。按照形態(tài)和地層新老關(guān)系分為背斜(anticline)和向斜(syncline)。背斜是核部由老地層、翼部由新地層組成的褶皺；向斜是核部由新地層、翼部由老地層組成的褶皺。,.,背形,向形,褶皺的基本類型,.,背斜和向斜在平面上和剖面上的圖示,.,.,天然大型褶皺景觀,.,為了正確地描述和研究褶皺,首先要了解褶皺的各個基本組成部分(也就是褶皺的要素)以及各組成要素的相互關(guān)系,褶皺的主要要素有:1.核部：指褶皺中心部位的巖層，簡稱核。2.翼部(limb):指褶皺核部兩側(cè)的地層,簡稱翼。,核部,翼,翼,褶皺要素,.,3.樞紐(foldaxis):在褶皺的橫剖面上,同一褶皺巖層的各最大彎曲點的連線叫樞紐。樞紐是一條線,它可以是直線，也可是曲線,它可以是水平的,也可是傾斜的。4.軸面(axialsurface):一個褶皺內(nèi)各相鄰褶皺面上的樞紐連成的面,它是大致平分褶皺兩翼的對稱面。軸面是一個假想的面,它可以是平面,也可是曲面;軸面屬于面狀構(gòu)造要素,可用走向、傾向、傾角來確定。,核,翼,翼,軸面,巖層面,樞紐,軸面,.,5.軸跡(axialtrace):褶皺軸面與地面或其它任何面的交線。6.轉(zhuǎn)折端(hingezone):褶皺一翼向另一翼過渡的彎曲部分。,核部,翼,翼,軸跡,軸面,.,7.脊、脊線:背斜或背形的同一褶皺面的各橫剖面上的最高點稱為脊;它們的連線稱為脊線。8.槽、槽線:向斜或向形的同一褶皺面的各橫剖面上的最低點稱為槽;它們的連線稱為槽線。9.翼間角(interlimbangle)：正交剖面上兩翼間的夾角。10.拐點(inflectionpoint)：相鄰的背形和向形共用翼的褶皺面相反凸向的轉(zhuǎn)折點。如果翼平直，則取其中點作為拐點。,.,第二節(jié)褶皺形態(tài)描述,.,直立剖面,水平剖面,正交剖面（垂直樞紐方向）,不同方向剖面的褶皺形態(tài),.,正交剖面上褶皺的形態(tài),.,褶皺轉(zhuǎn)折端形態(tài),尖棱褶皺,箱狀褶皺,撓曲,圓弧褶皺,圓弧褶皺：轉(zhuǎn)折端呈圓弧形彎曲的褶皺。,尖棱褶皺：轉(zhuǎn)折端為尖頂狀，常由平直的兩翼相交而成。,撓曲：平緩巖層中，一段巖層突然變陡而表現(xiàn)出褶皺面的膝狀彎曲。,箱狀褶皺：轉(zhuǎn)折端寬闊平直，兩翼產(chǎn)狀較陡，形如箱狀。,.,.,.,翼間角平緩褶皺開闊褶皺中常褶皺緊閉褶皺等斜褶皺,.,軸面產(chǎn)狀,.,.,.,.,.,褶皺的對稱性,對稱褶皺：軸面與褶皺包絡(luò)面垂直，兩翼長度基本相等。不對稱褶皺：軸面與褶皺包絡(luò)面斜交，兩翼長度不相等。,.,對于背斜，左翼從屬褶皺是右行倒向或順時針倒向，從屬褶皺為Z型；右翼從屬褶皺為左行倒向或逆時針倒向，從屬褶皺為S型；褶皺轉(zhuǎn)折端處的從屬褶皺是對稱的M或W型。,.,平行褶皺樞紐方向褶皺的形態(tài),.,樞紐的產(chǎn)狀,當(dāng)樞紐傾伏角近于水平（0-5），稱水平褶皺；如果樞紐是傾斜的（5-85），稱傾伏褶皺；如果樞紐直立（85-90），稱傾豎褶皺。,.,褶軸,圓柱狀褶皺：轉(zhuǎn)折端渾圓的褶皺面，可以看作一條直線通過自身平行移動而構(gòu)成的一個曲面，這種褶皺被稱為圓柱狀褶皺。該線稱為褶軸。非圓柱狀褶皺：凡不具以上特征的均稱為非圓柱狀褶皺。,.,褶軸的平面輪廓,等軸褶皺：褶皺的長寬比小于3:1；短軸褶皺：褶皺的長寬比近于3:1-10:1；線狀褶皺：褶皺的長寬比大于10:1。,.,穹隆和構(gòu)造盆地,.,褶皺的大小,.,褶皺的波長和波幅是量度褶皺大小的要素,其定義如下:褶皺包絡(luò)面:與連續(xù)褶皺了的某一褶皺面相切的面(S0)。拐點:連續(xù)周期性波狀曲線上,上凸和下凹部分的分界點(i)。褶皺中間面:位于兩相鄰包絡(luò)面正中連接各個褶皺的拐點的連線(m)。,對于對稱褶皺來說:波長:兩個同相位拐點的距離(W)。波幅:中間線與樞紐點之間的距離(A)。,褶皺的大小（對稱）,.,不對稱波形的褶皺波長和波幅的量度與對稱褶皺的量度方法一致。,.,第三節(jié)褶皺的分類,.,褶皺位態(tài)分類簡表,.,褶軸的位態(tài)分類,.,直立水平褶皺,.,直立傾伏褶皺,.,斜歪水平褶皺,.,平臥褶皺,.,傾豎褶皺,.,褶皺的形態(tài)分類,.,1.根據(jù)組成褶皺的各褶皺層的厚度變化和幾何關(guān)系的分類平行褶皺相似褶皺頂薄褶皺底辟構(gòu)造,.,平行褶皺,褶皺面作平行彎曲，同一褶皺層的厚度在褶皺各部分一致，又稱等厚褶皺。彎曲的各層具有一個曲率中心，又稱同心褶皺。向外弧方向曲率變小,褶皺逐漸變平緩,褶皺趨于消失；向內(nèi)弧方向曲率逐漸變大,褶皺巖層變得緊閉或成尖棱褶皺。,.,相似褶皺,褶皺中各巖層彎曲的形態(tài)相似,各巖層的曲率基本不變。褶皺沒有共同的曲率中心。同一巖層的真厚度在翼部變薄,在轉(zhuǎn)折端變厚（頂厚褶皺）；在平行褶皺軸面量度的巖層厚度在褶皺各部位大致相等。,.,頂薄褶皺,褶皺核部同一褶皺層的真厚度小于翼部巖層厚度的褶皺；組成褶皺的各褶皺面彎曲的曲率自上而下逐漸增大。,.,根據(jù)各褶皺面彎曲的形態(tài)是否協(xié)調(diào)一致，是否有突變現(xiàn)象，可分為：協(xié)調(diào)褶皺：各褶皺面彎曲形態(tài)協(xié)調(diào)一致，其間沒有明顯的突變現(xiàn)象的褶皺。如平行褶皺和相似褶皺。不協(xié)調(diào)褶皺：各褶皺面彎曲的形態(tài)彼此明顯不同，無幾何規(guī)律，各層的褶皺型式常出現(xiàn)突變的褶皺。,鹽丘構(gòu)造,.,蘭姆塞的褶皺形態(tài)分類,.,蘭姆賽（Ramsay）的褶皺形態(tài)分類根據(jù)褶皺層的等斜線型式和厚度變化參數(shù)所反映的相鄰褶皺曲率關(guān)系，可分為三類五型。,等斜線是褶皺正交剖面上，層的上、下界面的相同傾斜點的連線。其做法是:在正交剖面上，畫出各褶皺層的形態(tài)，并準(zhǔn)確畫出軸跡或?qū)嵉厮骄€;以標(biāo)出的水平線或軸跡的垂直線為基線，按一定角度間隔畫出兩相鄰褶皺面的切線;用直線將上，下層面等傾角的切點連接，即為等斜線。,.,I類：等斜線向內(nèi)弧收斂，內(nèi)弧曲率總是大于外弧曲率，外弧傾斜度總小于內(nèi)弧傾斜度。根據(jù)等斜線收斂程度，又可分為：IA型：等斜線向內(nèi)弧強(qiáng)烈收斂，各線長短差別極大，內(nèi)弧曲率遠(yuǎn)大于外弧曲率，是典型的頂薄褶皺。IB型：等斜線向內(nèi)弧收斂，并與褶皺面垂直，各線長短大致相等，褶皺層真厚度不變，內(nèi)弧曲率大于外弧曲率，是典型的平行褶軸。,IC型：等斜線向內(nèi)弧輕微收斂，轉(zhuǎn)折端等斜線比兩翼附近略長，反映兩翼厚度有變薄的趨勢，內(nèi)弧曲率略大于外弧曲率，是平行褶皺向相似褶皺過渡的類型。,IA型,IB型,IC型,.,II類：等斜線互相平行且等長，褶皺層的內(nèi)弧和外弧的曲率相等，是典型的相似褶皺。III類：等斜線向外弧收斂向內(nèi)弧撒開，呈倒扇狀，外弧曲率大于內(nèi)弧曲率，是典型的頂厚褶皺。,II類,III類,.,第四節(jié)褶皺的組合型式,在成因上有聯(lián)系的一系列背斜和向斜組成的具有一定幾何規(guī)律的褶皺的總體樣式,稱為褶皺的組合型式。,.,阿爾卑斯式褶皺,又稱全形褶皺，其基本特點是一系列線狀褶皺呈帶狀分布，所有褶皺的走向基本上與構(gòu)造帶的延伸方向一致；整個帶內(nèi)的背斜和向斜連續(xù)分布，基本同等發(fā)育；不同級別的褶皺往往組合成巨大的復(fù)背斜和復(fù)向斜，構(gòu)成扇形或倒扇形。,.,侏羅山式褶皺,又稱過渡型褶皺，代表性構(gòu)造是隔檔式和隔槽式褶皺。隔檔式褶皺：由一系列平行褶皺組成，特點是背斜緊閉，發(fā)育完整，背斜之間的向斜平緩開闊。隔槽式褶皺：向斜緊閉發(fā)育完整，向斜之間的背斜平緩開闊，呈箱狀。,.,日爾曼式褶皺,又稱斷續(xù)褶皺，一般發(fā)育于構(gòu)造變形十分輕微的地臺蓋層中，以卵圓形穹隆，拉長的短軸背斜為主，褶皺翼部傾角很小，近于水平。,.,第五節(jié)疊加褶皺,疊加褶皺又稱重褶皺，指已經(jīng)褶皺的巖層再次彎曲而形成的褶皺，它的形成可以是兩個或兩個以上構(gòu)造旋回中的褶皺變形疊加形成，也可以是同一構(gòu)造旋回不同構(gòu)造幕的褶皺變形的疊加結(jié)果，反映了多期變形