《构造地质学》教案 第五章(7、8)褶皱 ●本章共2次课堂讲授:褶皱几何学、褶皱成因分析 (-)褶皱几何学 第一节褶皱和褶皱要素 ◆基本类型 背、向形和中性褶皱 ◆要素 (轴面形态图) 第二节褶皱的描述 ●横剖面与正交剖面 ◆转折端形态 ●圆弧/尖棱/箱状/挠曲 翼间角 平缓併阔中常/紧闭等斜 枢纽 ●直线或曲线状,受地形影响,水平直线状枢纽褶皱在平面地质图上也可以表现为闭 合形态 ◆褶皱的大小 波幅一中间线一枢纽 波长一相同拐点之间的距离 褶皱的对称性 二翼不等长时为不对称褶皱,分为S、Z、M型(顺着枢纽倾伏方向观察) 褶皱平面轮廊 ●等轴——长宽比接近1:1,穹隆、盆地 短轴一一长宽比3:1 ●线状—一长宽比>3:1
《构造地质学》教案 第五章（7、8） 褶 皱 ⚫ 本章共 2 次课堂讲授：褶皱几何学、褶皱成因分析 （一）褶皱几何学 第一节 褶皱和褶皱要素 ⧫ 基本类型 ⧫ 背、向形和中性褶皱 ⧫ 要素 ⚫ （轴面形态图） 第二节 褶皱的描述 ⚫ 横剖面与正交剖面 ⧫ 转折端形态 ⚫ 圆弧/尖棱/箱状/挠曲 ⧫ 翼间角 ⚫ 平缓/开阔/中常/紧闭/等斜 ⧫ 枢纽 ⚫ 直线或曲线状，受地形影响，水平直线状枢纽褶皱在平面地质图上也可以表现为闭 合形态 ⧫ 褶皱的大小 ⚫ 波幅－中间线－枢纽 ⚫ 波长－相同拐点之间的距离 ⧫ 褶皱的对称性 ⚫ 二翼不等长时为不对称褶皱，分为 S、Z、M 型（顺着枢纽倾伏方向观察） ⧫ 褶皱平面轮廓 ⚫ 等轴——长宽比接近 1；1，穹隆、盆地 ⚫ 短轴——长宽比 3：1 ⚫ 线状——长宽比>>3：1
第三节褶皱方位分析 褶轴及产状确定 圆柱状褶被 褶轴产状确定 ◆直接测量 ◆利用β图解 轴面确定 轴面是枢纽的连面 对称轴面为褶皱两翼平分面 也可以根据轴迹通过作图确定 褶皱位态分类 褶皱位态分类图解
第三节 褶皱方位分析 ⧫ 褶轴及产状确定 ⚫ 圆柱状褶被 ⚫ 褶轴产状确定 ◆ 直接测量 ◆ 利用β 图解 ⧫ 轴面确定 ⚫ 轴面是枢纽的连面 ⚫ 对称轴面为褶皱两翼平分面 ⚫ 也可以根据轴迹通过作图确定 ⧫ 褶皱位态分类 褶皱位态分类图解
第四节褶皱形态分类 根据岩层厚度变化的分类 平行褶皱 相似褶皱 根据各褶被面之间的几何关系 协调褶皱 不协调褶皱,底辟构造 R assay褶皱形态分类 等倾斜线方法 三类五型 ●意义:精确测定褶皱几何形态,查明细节,预测层内和层间褶皱样式的变化, 帮助分析褶皱成因机制 第五节褶皱组合型式 A lpino-type 全型褶皱 ●线状,带状分布、走向平行于构造带 背、向同等发育,布满全区 构成复背、向斜:正扇型或反扇型 Jura-type 过渡型 隔挡/隔槽(梳状箱状) ●背向斜发育强度不同 产于造山带前陆 滑脱作用 薄皮构造 ◆ German- type fold 卵圆形穹隆,短轴背斜/长垣 断续发育于地台盖层中 北美称作平原式褶皱 独立产出或组合成雁列式 第六节叠加褶皱的基本型式
第四节 褶皱形态分类 ⧫ 根据岩层厚度变化的分类 ⚫ 平行褶皱 ⚫ 相似褶皱 ⧫ 根据各褶被面之间的几何关系 ⚫ 协调褶皱 ⚫ 不协调褶皱，底辟构造 ⧫ Ｒamsay 褶皱形态分类 ⚫ 等倾斜线方法 ⚫ 三类五型 ⚫ 意义：精确测定褶皱几何形态，查明细节，预测层内和层间褶皱样式的变化， 帮助分析褶皱成因机制 第五节 褶皱组合型式 ⧫ Ａlpino-type ⚫ 全型褶皱 ⚫ 线状，带状分布、走向平行于构造带 ⚫ 背、向同等发育，布满全区 ⚫ 构成复背、向斜：正扇型或反扇型 ⧫ Jura-type ⚫ 过渡型 ⚫ 隔挡／隔槽（梳状/箱状） ⚫ 背向斜发育强度不同 ⚫ 产于造山带前陆 ⚫ 滑脱作用 ⚫ 薄皮构造 ⧫ Ｇerman-type fold ⚫ 卵圆形穹隆，短轴背斜／长垣 ⚫ 断续发育于地台盖层中 ⚫ 北美称作平原式褶皱 ⚫ 独立产出或组合成雁列式 第六节 叠加褶皱的基本型式
◆三种基本型式(据 Ramsay) 第1型 第2型 第3型 歪加褶皱野外观察 叠加褶皱标志 重褶 新生构造规律弯曲 二组面、线构造规律交切 ●陡倾/倾竖褶被广泛发育 ●大型叠加褶皱转折端 第七节褶皱剖面编制 横(铅直)剖面、正交剖面、联合剖面(图9-47) ◆正交剖面偏制 第一种方法 ·第二种方法 refer to Ramsay1987 ◆平行褶皱的剖面编制 原则:等厚,同一曲率中心 ●相似褶皱剖面编制,轴面厚度不变 (二)褶皱成因分析 第一节成因概述 ◆目的:了解褶皱多样的形态及组合特点,与其它构造的关系,区域展布及与 地壳运动的关系,对矿产的控制规律 内容: 控制因素:侧压力,重力,岩石力学性质 发育过程 内部应变及与其它构造的内在联系 ◆形成方式分类〔与受力状态、变形环境、岩层变形形为有关) ∫主动-层理韧性差起重要作用 被动剪切-层不具有力学上的不均一性各层均具很大韧性
⧫ 三种基本型式（据Ｒamsay） ⚫ 第１型 ⚫ 第２型 ⚫ 第３型 ⧫ 叠加褶皱野外观察 ⚫ 叠加褶皱标志 ⚫ 重褶 ⚫ 新生构造规律弯曲 ⚫ 二组面、线构造规律交切 ⚫ 陡倾／倾竖褶被广泛发育 ⚫ 大型叠加褶皱转折端 第七节 褶皱剖面编制 ⧫ 横（铅直）剖面、正交剖面、联合剖面（图９－４７） ⧫ 正交剖面偏制 ⚫ 第一种方法 ⚫ 第二种方法 refer to Ramsay １９８７ ⧫ 平行褶皱的剖面编制 ⚫ 原则：等厚，同一曲率中心 ⚫ 相似褶皱剖面编制，轴面厚度不变 （二）褶皱成因分析 第一节 成因概述 ⧫ 目的：了解褶皱多样的形态及组合特点，与其它构造的关系，区域展布及与 地壳运动的关系，对矿产的控制规律 ⧫ 内容： ⚫ 控制因素：侧压力，重力，岩石力学性质 ⚫ 发育过程 ⚫ 内部应变及与其它构造的内在联系 ⧫ 形成方式分类（与受力状态、变形环境、岩层变形形为有关） ⚫ − − 被动剪切 层不具有力学上的不均一性 各层均具很大韧性 主动 层理 韧性差起重要作用 ,
◆据物质运动方式分类 滑动 与分析尺度有关 eg品格滑动=宏观滚动 ◆据作用力方式 纵弯水平力 横弯垂向力 本章重点一一纵弯 第二节纵弯褶皱作用 ◆顺层挤压/各向异性(层理)/韧性差/主波长 单层褶皱的发育机制 主波长理论(Biot.60年代根据计算和实验提出 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 W=2ndV1/612 ·Wr—初始主波长,d-—厚度,u-—强层粘度系数,山2-—介质粘度系数 ◆岩层褶皱的阻抗来自 强层内部 若形成最大可能的波长,则阻抗最小(图10-3a) 介质 若形成最小波长褶皱,则阻抗最小(图10-3b) 故,二者调和,取其中间值(最小功原理) ◆主波长理论表明 主波长与岩层初始厚度成正比,图10-4 与强层/介质粘度比(μn/p2)成正比 ●二类极端情况:①μ1/μ2很大(如>50)形成肠状褶皱(图10-6) μ,/μ2小(<10),形成尖圆褶皱,(10-7)用于解释基层与盖层的箱状褶皱
⧫ 据物质运动方式分类 ⚫ 滑动 ⚫ 流动 ⚫ 与分析尺度有关 ⚫ e.g..品格滑动＝宏观滚动 ⧫ 据作用力方式 ⚫ 纵弯 水平力 ⚫ 横弯 垂向力 ⚫ 本章重点——纵弯 第二节 纵弯褶皱作用 ⧫ 顺层挤压／各向异性（层理）／韧性差／主波长 ⧫ 单层褶皱的发育机制 ⚫ 主波长理论（Ｂiot.60 年代根据计算和实验提出） ◆ 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 ⚫ Wi＝２πd 3 1 6 2 / ⚫ WI——初始主波长，d——厚度，1——强层粘度系数，2——介质粘度系数 ◆ 岩层褶皱的阻抗来自： ⚫ 强层内部 ⚫ 若形成最大可能的波长，则阻抗最小（图１０－３a） ⚫ 介质 ⚫ 若形成最小波长褶皱，则阻抗最小（图１０－３b） ⚫ 故，二者调和，取其中间值（最小功原理） ◆ 主波长理论表明： ⚫ 主波长与岩层初始厚度成正比，图１０－４ ⚫ 与强层／介质粘度比（μ１／μ２）成正比 ⚫ 二类极端情况：①μ１／μ２很大（如>５０）形成肠状褶皱（图１０－６） ⚫ μ１／μ２小（<１０），形成尖圆褶皱，（10-7）用于解释基层与盖层的箱状褶皱