A04-2第四章-褶皱
第4章 褶皱(上)
4、斜歪水平褶皱：轴面倾角10°～80°，枢纽 斜歪水平褶皱：轴面倾角10° 80° 0°～10° 10° 5、平卧褶皱：轴面、枢纽0°～10° 平卧褶皱：轴面、枢纽0 10° 斜歪倾伏褶皱：轴面倾角10° 80° 6、斜歪倾伏褶皱：轴面倾角10°～80°，枢纽 10°～80°，但二者倾向、倾角均不一致 10° 80° 7、 斜卧褶皱：枢纽和轴面两者倾向及倾角基本一 斜卧褶皱： 致，轴面倾角10° 80°，枢纽在轴面上的侧伏 致，轴面倾角10°～80°，枢纽在轴面上的侧伏 角80°～90° 80° 90°
●直线状褶皱或曲线状褶皱 ●水平褶皱或倾斜褶皱
● 枢纽呈直线、倾伏状态 ● 枢纽呈直线、水平状态 返 回
第三节、 第三节、褶皱的类型及褶皱的组合型式
一、褶皱的位态分类 二、褶皱横截面的几何类型 三、同沉积褶皱和底辟构造 四、褶皱的组合型式及其分布
返 回
一、褶皱的位态分类（Rickard） 褶皱的位态分类（Rickard）
2、背斜与向斜 褶皱的两种基本类型： 褶皱的两种基本类型： 背斜： 背斜：核部由老地层，翼部由新地层组成的岩 层，凸向地层变新方向的弯曲的褶皱。 向斜： 向斜：核部由新地层，翼部由老地层组成的岩 层 ， 凸向地层变老的方向弯曲的褶皱。
如果褶皱构造很复杂，地层发生了倒转，造成背 如果褶皱构造很复杂，地层发生了倒转， 形的核部是新地层，称为背形向斜 背形向斜； 形的核部是新地层，称为背形向斜； 向形的核部是老地层，称为向形背斜 向形背斜。 向形的核部是老地层，称为向形背斜。
返 回
二、褶皱形态的描述
1、正交剖面（横截面）上褶皱形态的描述 正交剖面（ 截面） 2、褶皱在平面（地面）上的出露形态（平面轮廓） 褶皱在平面（地面）上的出露形态（平面轮廓） 3、枢纽的描述
褶皱
褶皱是由岩石中的各种面(如层面、面理等)的弯曲而显示的变形。
褶皱是地壳中一种最基本的构造型式，反映了地壳岩石发生了塑性变形.褶皱的研究对于揭示一个地区的地质构造及其形成和发展具有重要的意义，研究褶皱也具有重要的实际意义。
褶皱与许多矿产的形成和分布的关系极为密切；利用向斜构造找水；利用背斜找油。
褶皱的特点1.褶皱的形态千姿百态，复杂多样；2.褶皱的规模差别极大一、褶皱的基本类型1.几何形态：向形：两侧褶皱面相向倾斜的下凹弯曲背形：两侧褶皱面相背倾斜的上凸弯曲中性2.地层关系：背斜：中心部分为老地层，两侧为新地层的褶皱，即背斜向斜：中心部分为新地层，两侧为老地层的褶皱，即向斜。
一般情况下，背斜的几何形态是背形；向斜的几何形态是向形。
二、褶皱要素核：中心部位的岩层翼：褶皱两侧部位的岩层，或指褶皱面比较平直的的部分。
转折端：褶皱面从一翼过渡到另一翼的弯曲部分拐点：不同凸向的转折点枢纽：同一褶皱面上最大弯曲点的连线脊线：同一褶皱面上最高点的连线槽线：同一褶皱面上最低的连线轴面：各相邻褶皱面的枢纽连成的面轴迹：轴面与任何面的交线第二节褶皱的描述（正交剖面上）与枢纽相垂直的剖面，即正交剖面。
只有在正交剖面上，才能表示褶皱在剖面上的真实形态。
1．根据转折端形态2、根据翼间角3．根据褶皱的波长、波幅波长：两个相间拐点间的距离。
波幅：中间线与枢纽点之间的距离。
4．根据褶皱的对称性对称褶皱不对称褶皱褶皱的倒向：不对称褶皱轴面倾倒的方向由于岩层弯曲产生层间滑动，使柔性岩石形成低序次的层间拖褶皱不对称褶皱的倒向研究意义根据从属褶皱的形态变化，可以判断它们所属的高一级褶皱的几何性质、即通过同一褶皱上各从属褶皱枢纽连面构成的包络面，代表高一级褶皱面的褶皱形态。
根据不对称从属褶皱轴面与其上、下相邻的褶皱面或包络面所夹的锐角，可以指示相邻层的相对滑动方向，确定岩层层序是正常或倒转，以及背斜和向斜的相对位置。
5、根据枢纽产状（指向、倾伏角）直线状褶皱/ 曲线状褶皱1）水平褶皱：枢纽近水平，两翼地层走向平行（2）倾竖褶皱：枢纽直立3）倾伏褶皱：枢纽倾伏，出现转折端倾伏角水平褶皱（0-10o）倾伏褶皱（10o- 70o ）倾竖褶皱（70o- 90o ）倾伏端：当枢纽倾伏时，同一褶皱面的两翼在平面上汇合，汇合部称为倾伏端倾伏端或扬起端的平面轮廓一般反映转折端形态.背斜：倾伏端，一般枢纽倾向封闭端，内部老地层(外倾转折)向斜：扬起端，一般枢纽倾向撒开端，内部新地层（内倾转折）6、根据轴面产状及其与两翼的关系轴面的确定轴面是枢纽的连面对称褶皱轴面为褶皱两翼平分面也可以根据轴迹通过作图确定两翼倾向相反、倾角近相等、轴面近直立。
Ch4-2 褶皱-褶皱形成机制
第四节 褶皱的形成机制
(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。
第四章 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; 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，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)。
第四章 褶皱
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
褶皱和褶皱要素 褶皱的几何形态和描述 褶皱的类型和组合型式 褶皱的形成机制 褶皱构造的观察和研究
第四章 褶皱
第四节 褶皱的形成机制
褶皱形成机制的基本类型
一、主要内容
褶皱形成过程中的压扁作用
二、基本要求
１、牢固掌握纵弯褶皱作用和横弯褶皱作用的基本特点及其差异
第四章 褶皱
2.岩层厚度对褶皱形成的影响:
第四节 褶皱的形成机制
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。
第四章 褶皱
3.岩层组合及其力学性质对褶皱形成的影响:
第四章 褶皱
第四节 褶皱的形成机制
(3) 横弯褶皱作用引起的弯流作用是使岩层物质从褶皱转折端向翼 部流动, 从而形成顶部岩层薄, 翼部岩层相对较厚的顶薄褶皱。韧 性岩层在翼部可层间褶皱, 其轴面与主褶皱的锐夹角方向指示上层 顺倾向滑动，下层逆倾向滑动。
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隔槽式褶皱—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 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
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
侏 罗 山 褶 皱
(四)复背斜和复向斜—造山带中常见的褶皱 类型。
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。
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。 复背斜：中央次级褶皱核部地层，中间老两侧新。
补充内容：叠加褶皱基本类型
第1型
42
第2 型
43
第3型
44
第4章 褶皱(fold)
直立倾伏褶皱(Ⅱ)—轴面近于直立(倾角80-90°)， 枢纽倾伏角为10-80°；
竖直褶皱(Ⅲ)—轴面和枢纽近于直立(倾角和倾伏角 均为80-90°)
斜歪褶皱(Ⅳ)—轴面倾斜(倾角10-80°)，枢纽近于 水平(倾伏角0-10°)
平卧褶皱(Ⅴ)—轴面和枢纽近于水平(倾角和 倾伏角均为0-10°)；
一、褶皱的产状类型
1. 褶皱的位态分类(里卡德分类)：
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：
规定:水平为0o～10o；倾斜(伏)为10o～80o；直立为80o～ 90o
1.直立水平褶皱 3.倾竖褶皱 5.斜歪倾伏褶皱 7.斜卧褶皱
2.直立倾伏褶皱 4.斜歪水平褶皱 6.平卧褶皱
褶 皱 产 状 类 型 三 角 网 图 （ 里 卡 德 三 角 网A ）
C B
直立倾伏褶皱
竖直褶皱
褶皱构造与褶皱作用
第四章 褶皱成因分析
纵弯褶皱作用
受顺层挤压应力作用导致岩层弯曲而形成褶皱的作用称纵弯褶皱作用。其最大特征是岩层垂直轴向发 生缩短。地壳水平运动是造成这类褶皱作用的主要条件，地壳中多数褶皱与这种褶皱作用有关。 纵弯褶皱作用的基本特点是：当一岩层（或一整套岩层粘结很牢作为一个整体）受到顺层挤压应力的 作用发生弯曲变形时，层面弯曲的外凸一侧处于顺层拉伸状态，而内凹一侧处于顺层压缩状态，两者之间 有一既不拉伸也不压缩的无应变的中和面或中性面（图4-1）。 当一套层状岩石受到侧向挤压时，岩层的物质运动方式、岩性的力学性质及组合特征，压扁作用对褶
为褶皱的水平面、横剖面（直立剖面）和横截面（正交剖面） 之间的关系，很显然，正交剖面可以真实反映褶皱的弯曲形态。
图2-1
褶皱的水平面、横截面和横剖面的关系
二、根据轴和面两翼的产状描述皱褶
轴面直立、两翼倾向相反，倾角近似相等时，称为直立褶皱；轴面倾斜，两翼倾向 相反，但倾角不等时，为斜歪褶皱；轴面倾斜，两翼倾向相同时为倒转褶皱；轴面水平 时，为平卧褶皱（图2-2）；
图1-2 褶皱几何要素示意图
核或核部:褶皱中心部位的岩层或岩石。 翼或翼部:泛指褶皱两侧比较平直的部分，准确地说，指褶皱中两个相邻枢纽之间的褶皱面。
拐点、拐线:在垂直褶皱枢纽的横截面上，相邻的背形和向形共用翼常呈S型弯曲，褶皱面不同凸向的两部分
之间的转折点为拐点。如果翼平直，则取其中点为拐点。同一褶皱面上各拐点的连线为拐线。 轴面:同一褶皱中各相邻褶皱枢纽连成的面为轴面。轴面是一设想的标志面，可以是平面，也可以是曲面。 轴迹 轴面与任一平面的交线称为轴迹。轴面与地表的交线是十分重要的轴迹。 翼间角: 指两翼之间的内夹角，圆弧形褶皱的翼间角是指正交剖面上通过两翼拐点的切线之间的夹角。 脊线和槽线:同一褶皱面上沿背形最高点的连线为脊线，沿向形最低点的连线称为槽线。 波长和波幅:波长和波幅是量度褶皱规模大小的要素。其度量方法如图1-3所示。在褶皱的横切面（正交剖面） 中， Soˊ为褶皱的包络线（面），m为连接褶皱拐点的中间线（面），对称褶皱的波长（W）为一个周期性波 长的长度，即两个相间拐点之间的距离，波幅（A）为包络线和中间线之间的距离；不对称褶皱的波长有两种 定义，波长（Wm）和波幅（Am）与以上定义相同，而波幅（Aa）为包络线和中间线之间轴迹的长度，波长 （Wa）为通过两个相间拐点并平行轴迹的两条线间的距离。
第四章褶皱[资料]
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第四章褶皱一、名词解释背斜向斜背形向形枢纽轴面轴迹槽线脊线倾伏角侧伏角等倾斜线同沉积褶皱底辟构造穹窿构造盆地隔档式褶皱隔槽式褶皱滑脱构造纵弯褶皱作用横弯褶皱作用弯滑作用弯流作用剪切褶皱作用柔流褶皱作用虚脱构造二、判断题1．褶皱的枢纽一定是褶皱岩层的同一层面上最高点的联线．2．直立倾伏褶皱是指枢纽直立、轴面倾斜的褶皱．3．直立褶皱的两翼中有一翼岩层产状一定直立．4．褶皱的轴面的是指平分两翼的平面。
5．垂直褶皱枢纽所作的剖面称横剖面或称正交剖面。
（）6.只要岩层在空间对称重复出现即可知是向斜或背斜。
（）7.隔挡式褶皱中的背斜比较开阔、平缓。
（）8.枢纽水平的褶皱即称为水平褶皱。
（）9.隔挡式与隔槽式褶皱常常是由纵弯褶皱作用所形成的。
（）10.横弯褶皱作用往往形成顶厚褶皱。
（）11.褶皱的基本类型，向上隆起背斜，向下凹陷者为向斜。
（）12.倾竖褶皱主要是根据岩层直立来确定。
（）13.相似褶皱属于顶薄褶皱。
（）14.地质图上岩层对称重复出现必是褶皱。
（）三、填空1．褶皱形态多种多样，但基本形式有两种：＿＿＿＿和＿＿＿＿．2．褶皱要素主要有＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿．3．褶皱枢纽一定是褶曲的同一层面上＿＿＿＿＿＿＿＿＿的联线．4．在横剖面上，根据轴面产状和两翼产状可将褶皱形态描述为＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿．5．根据轴面产状和枢纽产状，可将褶皱（里卡德分类）分为＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿．6．褶皱层的上、下褶皱面倾角相等的切点的联线称＿＿＿＿＿＿＿．7．常见的褶皱组合类型有＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿．8．按褶皱形成机制划分的褶皱基本类型有＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿．9．影响褶皱形成的主要因素有＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿．10．确定褶皱形成时代的主要方法有＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿．11.褶皱岩层的等倾斜线从核部向外均匀撒开，并和层面正交，各线长度大致相等，这是典型的＿＿＿＿褶皱，是由于＿＿＿＿褶皱作用形成。
Ch4-1 褶皱-要素、分类及组合形式
直立褶皱
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。
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。
4.2 褶皱的几何形态及褶皱的描述
(2)斜歪褶皱: 褶皱轴面倾斜, 两
斜歪褶皱
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。 (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。
4.3 褶皱的类型及褶皱的组合型式
（一） 褶皱的产状类型:
C
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
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 褶皱的几何形态及褶皱的描述
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。 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, 褶皱面 从中心向四周倾斜 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。
第四章 褶皱构造(二)
单层主波长与粘度比的关系
粘度比值>50
dd
二、纵弯褶皱ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ用
（一）单层纵弯褶皱作用
单层纵弯褶皱作用—主波长理论
单层主波长与粘度比的关系
粘度比值<10
粘
度
比
减
小
d
二、纵弯褶皱作用
（二）多层纵弯褶皱作用
接触应变带:在夹于软弱 岩层的强硬岩层发生褶 皱时，其周围弱岩层发 生不同的效应，接近硬 岩层受到硬岩层影响而 一起弯曲，远离硬岩层 时则弯曲变弱而消失的 范围称为接触应变带。
• 能干层形成弯滑褶皱，非能干层形成弯流褶皱。 • 能干层形成平行、等厚褶皱，非能干层形成相似、顶
厚褶皱。 • 在褶皱的转折端，能干层形成楔形扇状节理，非能干
层形成反扇型劈理。
2、厚度的影响
当岩性相同厚度不同的地层受到相同的平 行层的挤压力时： • 厚岩层形成曲率小、波长大的平缓、开阔
褶皱 • 薄岩层形成曲率大、波长小的紧闭褶皱
前褶皱压扁作用
岩层间的韧性差较小而平均韧性较大 时，前褶皱压扁作用显著，反之不显 著。
六、压扁作用
同褶皱压扁作用
褶皱岩层内部各点的应变椭圆长轴方位逐渐旋转到 与轴面平行的方向上。
随着压扁作用的的增强，形成新的轴面叶理、使整 个褶皱从等厚向顶厚褶皱发展。
六、压扁作用
后褶皱压扁作用
岩层不再发生进一步 的弯曲，出现平行轴 面的新的面状构造 （轴面叶理）和低韧 性岩层（较刚性岩层） 被拉断形成石香肠构 造（或构造透镜体） 和无根钩状褶皱。
生构造。 说明横弯褶皱作用、剪切褶皱作用的形成机制。 剪切褶皱作用的主要变形特征，形成剪切褶皱需要什
第4章 褶皱(2)
二、 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。
2013-7-30 构造地质学—郝建民主讲 3
Rickard褶皱位态分类简表
类 型 轴面倾角 枢纽倾伏角
直立水平褶皱 直立倾伏褶皱 倾 竖 褶 皱 斜歪水平褶皱 斜歪倾伏褶皱 斜 卧 褶 皱 平 卧 褶 皱
2013-7-30
80—90 80—90 80—90 20—80 20—80 20—80 0—10
2013-7-30 构造地质学—郝建民主讲 12
同沉积褶皱:
停止隆起后的沉积 隆起时的沉积 隆起前的沉积
2013-7-30
构造地质学—郝建民主讲
13
四、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。
2013-7-30 构造地质学—郝建民主讲 14
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。
2013-7-30
构造地质学—郝建民主讲
15
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。
第四章 褶皱
*褶皱在平面上出露形态
1）线状：轴比＞
10:1
2）短轴：轴比
3:1～10:1
3）穹窿(背斜)和构 造盆地(向斜) ：＜ 3:1（等轴褶皱）
卫星照片拍摄的线状褶皱
第四章 褶皱
褶皱和褶皱要素
褶皱的几何形态和描述
褶皱的类型和组合型式
褶皱的形成机制 褶皱构造的观察和研究
*褶皱的产状类型
里卡德 (Rickard)分类， 也称位态分类， 根据褶皱轴面 倾角、枢纽倾 伏角和侧伏角 这三个变量来 分类。
命名原则：先轴 面后枢纽
褶皱位态分类简表
类 型 轴面倾角
80—90 80—90 80—90 10—80 10—80 10—80 0—10
枢纽倾伏角
0—10 10—80 80—90 0—10 10—80 10—80 0—10
2）滑动：物质沿 许多一定间隔的不 连续面的滑移。
*褶皱形成机制的基本类型
1）纵弯褶轴作用： 岩层受到顺层挤压力的作用而发生褶皱。
中和面
拉伸 压缩
变薄 变厚
纵弯曲的应变状态
韧性层的变形
脆性层的断裂变形
上部断裂下部褶皱
单层纵弯曲的应变状态及内部小构造
（1）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。
1）波长：相间拐点之间的距离（W）。 2）波幅：包络面之间垂直距离的一半（A） 。
褶皱不对称时，还可以在垂直轴面方向上取 波长Wa和在平行轴面方向上取波幅Aa。
第四章 褶皱
褶皱和褶皱要素
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
褶皱的几何形态和描述
褶皱的类型和组合型式
褶皱的形成机制 褶皱构造的观察和研究
褶皱2
中生代一新 生代的累计位移量被认为达9 0 0 k m ( 李海兵等， 2 0 0 7 ) 。对 阿尔金断裂带发育的时间还 存在争议 认为新生代阿尔金断裂活动开始于渐新世， 因为 阿尔金断裂明显切割柴达木盆地北缘路乐河组和下干柴沟组地 层， 并且阿尔金山隆起明 显控制了上干柴沟组和其以上地层的沉积。新生代柴达木盆地 经历了强烈的构造沉降和接受了巨厚的沉积物充填。已有的盆 地模型没能很好地解释柴达木盆地的一些重要地质特征，如沉 降一沉积中心位于盆地中 部、柴达木盆地与周缘山问盆地之间的相互关系、以及现今盆 地构造格架形成的时间和 过程等。本次研究认为地壳在水平挤压应力作用下发生褶皱是 柴达木盆地形成的主要 原因之一。
深墨西哥湾密西西比冲积扇褶皱带 的构造
• 墨西哥湾北部新生代地层中以生长断层和盐变形形式出现 的张性构造是地质文献中的常 • 见主题。但是, 深墨西哥湾的北部和西部则以三个大的新 生代褶皱带为特征, 其水深都大于 • 1 5 0o m ( 图1 , 2 o) 从东到西, 它们分别为密西西比冲积扇 褶皱带, 佩尔迪多褶皱带和墨西 • 哥海脊褶皱带 • 。这三个褶皱带代表了在墨西哥湾北部和西部整个张性领 域中发育的局部下倾收缩构造，他们形成于不同的年代， 并且具有不同的构造类型，局部受变形地层差异性的控制 。
或不整合面，受力后也可能变形而形成褶皱。因此，褶皱是 地壳上一种常见的地质构造。 [1]它在层状岩石中表现得最明显。有些褶皱的形成就像用双 手从两边向中央挤一张平铺着的报纸。报纸会隆起，隆起得过 高以后，顶部又全弯曲塌陷。这就说明了两种力对褶皱形成的 作用。一是水平的压缩力，一是其自身的重力。另外，褶皱也 并不都是向上隆起，褶皱面向上弯曲的称为背斜；褶皱面向下 弯曲的称为向斜。一般褶皱很少由一种力量而形成，往往是多 种力量造成的。有些褶皱并不明显，有些褶皱很显著。它们的 大小也相差悬殊，大的绵延几公里甚至数百公里，小的却只有 几厘米甚至只有在显微镜下才能看到。很多大的褶皱顶部因为 表面被风化侵蚀掉而露出岩石的剖面，这样就可以清晰地看到 褶皱的样子。[2]
褶皱知识点总结
褶皱知识点总结一、褶皱的分类根据形成机制和特征，褶皱可以分为地质褶皱、生物褶皱和材料褶皱。
1.地质褶皱地质褶皱是指地球表面岩石层发生弯曲、折叠而形成的褶皱结构。
地质褶皱是构造地质学中的重要研究对象，主要用于解释地球内部构造、地壳演化和地震等地质现象。
根据形成机制和特征，地质褶皱可以分为对称褶皱、不对称褶皱、褶皱断裂等不同类型。
2.生物褶皱生物褶皱是指生物体表面或内部出现的皱纹、褶曲等形态结构。
生物褶皱在生物学研究中具有重要作用，如脑的皱褶结构与认知功能之间的关系、动植物皮肤的褶皱结构与功能等。
生物褶皱根据形态和功能可以分为脑褶皱、脊椎动物皮肤褶皱、植物叶片褶皱等不同类型。
3.材料褶皱材料褶皱是指材料表面或内部发生的皱纹、褶曲等形变结构。
在材料科学和工程应用中，材料褶皱具有重要的意义，如在纳米材料、聚合物材料、金属材料等领域的研究和应用。
材料褶皱根据形成机制和特征可以分为机械褶皱、热致褶皱、光致褶皱等不同类型。
二、褶皱的形成机制褶皱的形成机制是由于材料受到外部力或内部变形引起的局部压缩或拉伸而产生的。
根据不同的形成机制，褶皱可以分为压缩褶皱、拉伸褶皱和组合褶皱。
1.压缩褶皱压缩褶皱是指材料受到外部压缩力作用而形成的皱褶结构。
在地质学中，岩石层因地壳运动、构造变形等引起的挤压力而形成压缩褶皱；在材料科学中，纳米材料受到外部压缩力作用而发生压缩褶皱。
2.拉伸褶皱拉伸褶皱是指材料受到外部拉伸力作用而形成的皱褶结构。
在地质学中，地震作用、岩石层拉伸等引起的拉伸力而形成拉伸褶皱；在材料科学中，聚合物材料受到外部拉伸力作用而发生拉伸褶皱。
3.组合褶皱组合褶皱是指材料同时受到压缩和拉伸力作用而形成的复合褶皱结构。
在地质学中，地壳运动引起的复杂应力状态而形成组合褶皱；在材料科学中，复合材料受到复合应力作用而发生组合褶皱。
三、褶皱的应用领域褶皱作为一种常见的形变结构，在自然界和工程应用中具有广泛的应用价值，主要包括地质学、生物学和材料科学等领域。
第四章-褶皱--§4--褶皱形成机制
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。
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第四节 褶皱的形成机制
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
岩石韧性很小时 形成张裂。
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岩石韧性中等时， 形成剪裂
岩石韧性大时， 形成劈理
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第四节 褶皱的形成机制
当一套层状岩石受到顺层挤压 时，层面在形成褶皱的过程中起 着重要的作用，以致岩层常通过 下列两种方式形成褶皱，弯滑与 弯流。
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第四节 褶皱的形成机制
Ⅰ、弯滑褶皱作用
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第四节 褶皱的形成机制
3.纵弯褶皱的应变分布形式与小型构造
(1) 褶皱层中部有一个无应变的中和面； (2) 各层厚度保持不变；（平行褶皱） ⑶应变特征：外弧拉张伸长，内弧挤压缩
短，中和面无应变； ⑷ 变形特点：应变椭球体在外侧平行层 面排列，内侧垂直层面呈扇型排列；
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(2) 当软岩层与
硬岩层互层, 受到
顺层挤压时, 硬岩
层难以发生流动,
仍为平行褶皱;而软
岩层容易发生流动
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（相似
褶皱）。
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第四节 褶皱的形成机制
平行褶皱与相似褶皱
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动画 29
工程地质学第四章褶皱断裂
(6)地貌及水系特征
负地形(低凹地带)：俗话说“逢沟必断”
断层崖、断层三角面
断层湖、断层泉。
断层崖
串珠状的湖泊或洼地，泉水的带状分布，常表明有大
断带存在。
正常延伸的山脊突然错断，正常流径的河流突然产生急转弯。〈
断层两盘相对平移〉
断层符号识别
在地质图上，断层一般用粗红线醒目地标示
出来，断层性质用相应符号表示。
宁夏贺兰山东麓活断层，错开第四
纪中更新世至全新世所有洪积物，
断距＞50米，形成断崖。
b-发生于晚更新世早期
a-发生于晚更新世晚期
活断层错断地层的年龄判据
地貌：
地貌突变及沉积物厚度变化显著；
河流、河谷方向突变（同步拐）；
山脊、山谷、阶 地、洪积扇被错开；
崩滑现象呈线状分布；
2、历史地震及地表错断
世界第一深。
莱茵河谷
◆地垒
与地堑相反，地垒是断层面之间的岩块相对上升，两侧的岩
块相对下降。
——地垒常常形成块状山地。
庐山立体图
九
江
市
鄱
阳
湖
天山
天山是一个典型的褶皱断块山。所以天山山脉断层很多，许多山岭
都由断层作用上升造成，如博格达山就是一个典型的地垒，其平均海拔
4,000米以上。在山脉中间夹着一连串的断块陷落盆地，著名的如西段
震，断距6.4m和M8.25大震，断距
1mm/a即为较强活断层。
10m。
特点：时空分布不均。
同一断层上不同部位亦不同；
不同时段其值不同，往往临震加速，震后减缓。
据精密仪器测量地面形变、第四纪沉积物位移量获得。
第四章 褶皱 § 3 褶皱的分类级组合形式
雁列式褶皱-平面表示
第三节 褶皱的分类及褶皱组合
（二）隔档式褶皱和隔槽式褶皱(侏罗山式褶皱) 1. 基本特征： （1）一系列线状褶皱平行排列，走向与 构造带的走向一致 （2）紧密的褶皱与开阔的褶皱相间排列 （3）沉积盖层沿刚性基底上软层滑脱形 成的薄皮褶皱 2. 隔档式褶皱、隔槽式褶皱 （1）隔档式褶皱：背斜紧闭，向斜宽缓 的线状褶皱 （2）隔槽式褶皱：向斜紧闭，背斜宽缓 的线状褶皱
地面上的 表现
第三节 褶皱的分类及褶皱组合
平面图、图切剖面图上表示方法
贵州乌江电站某处小褶皱（自然剖面）
第三节 褶皱的分类及褶皱组合
第三节
褶皱的分类及褶皱组合
第三节 褶皱的分类及褶皱组合
一、褶皱的位态分类
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。
轴面等倾角线：AB边与BC边等度数连线 枢纽等侧伏角线：AC边各度数与B点的连线 枢纽等倾伏角线：AC边与BC边等度数相连的曲
第三节 褶皱的分类及褶皱组合
根据褶皱的组合样式可分为： 穹窿和构造盆地 (日尔曼式褶皱) 隔档和隔槽式褶皱 (侏罗山式褶皱)
复背斜和复向斜 (阿尔卑斯型褶皱)
第三节 褶皱的分类及褶皱组合
（一）穹窿和构造盆地 1. 发育在弱变形的地台中
2. 短轴背、向斜的斜列，穹窿和构造盆地组合
3. 这种褶皱两翼倾角极缓
0—10
A
10
B V
Ⅵ
10
80
80
C
褶皱位态分类1.2.3.4.5.6.7.
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褶皱位态分类
直立水平褶皱
直立倾伏褶皱
斜歪水平褶皱
斜卧褶皱
平卧褶皱
倾竖褶皱
斜歪倾伏褶皱
背斜、向斜两翼被次一级的褶皱复杂化
4.2.3 褶皱的野外识别Identification of fold in-situ
一个背斜，一翼倒转，还有次级小褶皱
Fig.4.18 背斜成谷、向斜成山 剥蚀—风化，地形倒置！！
枢纽－指同一褶皱面上最大弯曲点的连线轴迹（褶轴）
特征点
（脊）
拐点 槽
特征值
波长、波幅、翼间角
特征面
褶皱面
轴面－各相邻褶皱面的枢纽连成的面 背面
槽面
褶皱的翼间角
观 测 褶 皱 的 几 种 剖 面
直立剖面 正交剖面（垂 直枢纽方向） 水平剖面
4.2.2 褶皱类型Fold type 两种基本类型: Two basic types: 背斜anticline (凸的 upwards convex)岩层上弯
“V”字形法则
“V”字形法则——倾斜岩层地质界线在地形地质 图上弯曲的规律。其特征受地质界面倾角、地形 坡度及地形与地质界面产状之间的相互关系等三 个因素制约。表现为： 当地质界面倾向与地形坡向“相反”时，地 质界线的弯曲与地形等高线的弯曲“相同”，即 地质界线在沟谷处形成尖端指向上游的“ V” 字 形，在山脊处形成尖端指向下坡的“ V” 字形。 地质界线的弯曲紧闭度小于地形等高线的弯曲紧 闭度。
根据岩层倾向，倾角和地面坡向，坡角的关系，分为三种情况: A.岩层倾向与地面坡向“相反”：
地质界线与等高线弯曲方向 一致，但比等高线开阔。
“相反”——相
同
当地质界面倾向与地形坡向“相同”，但地质界面的倾角大 于地形的坡角时，地质界线在沟谷处形成尖端指向下游的“V” 字形，在山脊处形成尖端指向上坡的“V”字形。
褶皱位态
褶皱位态分类简表
类 型 轴面倾角
80—90 80—90 80—90 20—80 20—80 0—20 20—80
枢纽倾伏角
0—10 10—70 70—90 0—10 10—70 0—20
20—80（侧伏角）
直立水平褶皱 直立倾伏褶皱 倾 竖 褶 皱 斜歪水平褶皱 斜歪倾伏褶皱 平 卧 褶 皱 斜 卧 褶 皱
4.1.5 岩层露头线特征
露头—岩石，露头线—岩层层面与地面的交线。
直立岩层露头线呈直线(II)，倾斜岩层露头线呈”V”字形态
水平岩层地貌
水平岩层地貌
地质界线——与等高线平行或重合 岩层厚度——是其顶底面的高差 岩层出露宽度——是其顶、底面的水平距，其大小与岩层厚度和地 面坡度有关
倾斜岩层
倾斜岩层——就是指岩石层面向某个方向倾 斜的岩层。是岩层发生变形的 结果－即构造中最基本的、或 者说是最多见的现象。
4.2.5
垂直岩层 地质界线不受地 形的影响，是一条直 线。
垂直岩层
4.2 褶皱Fold
岩层受力，弯曲变形。指地质体中呈弯曲形态的构 造形迹（现象）。
原始沉积-水平岩层，压弯剪错后-倾斜岩层 -----褶皱，断层
(a)
4.2 褶皱Fold
4.2.1褶皱的要素 (形状描述)The elements of fold (shape description) 核core 翼limb, 翼间角interlimb angle 转折端hinge zone of fold 枢纽hinge 轴面axial plane, 轴线axial line 脊线/槽线crest / trough line
练习 “背斜山、向斜谷”的说法对吗, 为什么? "Anticline like hill, syncline like hollow" is right or wrong, and why?
4.2.4 褶皱的形成年代 Time of fold formation
工程地质的评估 Engineering geologic evaluation
Fig.4.9褶皱要素示意图 Fold elements diagram 核core 翼limb, 翼间角 interlimb angle 转折端hinge zone of fold 枢纽hinge 轴面axial plane 脊线/槽线crest / trough line
特征线
B.地层倾向与地形坡向“相同”
地质界面的倾角大于地形的坡角
“相同”-相反
——在图上，地质界线与等高线弯曲方向“相反”。
当地质界面倾向与地形坡向相同，但地质界面的倾角小 于地形的坡角时，地质界线在沟谷处形成尖端指向上游的 “V”字形，在山脊处形成尖端指向下坡的“V”字形，但地 质界线的弯曲紧闭度大于地形等高线的弯曲紧闭度。 角地 地 质质 界界 面面 的倾 倾向 角与 小地 于形 地坡 形向 的相 坡同 ，
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ尖棱褶皱
箱状褶皱
挠曲
圆弧褶皱
尖棱褶皱
箱状褶皱
箱状褶皱的形成
箱状褶皱的形成与断块作用的关系（视频） 箱状褶皱的形成与地堑、地垒的关系（视频）
翼间角
平缓褶皱 >120 开启褶皱 120-70 中常褶皱 70-30 紧闭褶皱 等斜褶皱
褶皱大小 波长(W)－一个周期波的长度 波幅(A)－中间线与枢纽之间的距离 对称性 对称褶皱－ 非对称褶皱－ 褶皱层厚度
向斜syncline (凹的 downwards convex).
基本形态:背形、向形
基本形态: 背形、向形
Ｄ3
Ｓ
背斜－核部老地层、翼部新地层 向斜－核部新地层、翼部老地层
背斜
向斜
褶皱面向 指在褶皱轴面上垂直于褶皱枢纽方向观察得到的 岩层由老变新的方向。
褶皱描述术语
褶皱转折端形态 圆弧褶皱