褶皱形成机制
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板 岩 的 构
褶皱形成机制
勾的黄 状构、 片造绿 内置色 无换条 根（带 褶金状 皱寨板
）岩
褶皱形成机制
五、 面理的叠加
褶皱形成机制
旬阳泥盆系大理岩中的构造置换
S1轴面片理 S2轴面褶劈理
褶皱形成机制
大 及 强 硬
褶皱形成机制
不协调褶皱
褶皱形成机制
河南方城大理岩中的相似褶皱
褶皱形成机制
褶皱形成机制
层大 中理 的岩 相和 似钙 褶硅 皱质
白云岩和灰岩互层的褶皱
褶皱形成机制
膝折褶皱
褶皱形成机制
褶皱形成机制
复协调褶皱
褶皱形成机制
褶皱形成机制
二、纵弯褶皱内的应变分布型 式与小型构造
• 1、中和面褶皱作用：层的切向长度变化 而引起的单层弯曲
褶皱形成机制
斜长角闪岩的韧性剪切带
褶皱形成机制
3 纵向和横向构造置换的比较
纵向构造置换 横向构造置换
构造体制 形成机制 面理产状特征 与原生层理关系
对原生层理的改造
收缩构造 纵弯褶皱和压扁 陡倾面理带 切层的轴面面理，在紧 闭褶皱两翼两者平行 新生成层构造破坏原有 层序
对岩层厚度的改造
岩层水平缩短，垂向加 厚，垂直劈理测量的视 厚度极大地增大，相似 的岩性组合多次重复
•2 强硬层间距离对褶皱形态的影响
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
• 不协调褶皱 • 协调褶皱：依据能干性差异（μ1/ μ2 ）的
高、低及厚度比（n＝d1/ d2 ）的大、中、 小分为6种模式：
褶皱形成机制
与能 褶干 皱性 形差 态异
小 及 强 硬
褶皱形成机制
与能 褶干 皱性 形差 态异
褶皱形成机制
第二节 横弯褶皱作用
岩层受到与层面垂直的应力作用而发生弯曲的行 为称为横弯褶皱作用
一、特点：
1、褶皱岩层整体拉伸，没有中和面；
2、形成顶薄褶皱；
3、弯流作用使物质使物质向翼部流到，形成小 褶皱；
4、中间应变轴
褶皱形成机制
二、横弯褶皱作用形成的构造背景
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
兰姆赛（Ramsay)的褶皱形态分类
•三类五型 •什么叫褶皱？
褶皱形成机制
引言：丰富多姿的褶皱形态
褶皱形成机制
灰岩中的等厚褶皱
褶皱形成机制
北京西山大理岩中相似的平卧褶皱
褶皱形成机制
褶皱形成机制
瑞士 Alps Morcles平卧褶皱
褶皱形成机制
复协调褶皱
褶皱形成机制
褶皱中的轴面
伸展构造
近水平分层剪切
缓倾面理带
总体近顺层面理，为顺层 掩卧褶皱的轴面面理
新生成层构造局部使原生 层序多次重复，但原有大 套层序基本不变。
岩层厚度总体减薄，单层 厚度变化可很大，在水平 方向上可局部增大
4 对顺层面理成因的认识
• 埋深变质作用，面理平行层理 • 大型平卧褶皱的轴面面理 • 大型缓倾逆冲型韧性剪切带 • 伸展构造有关的顺层剪切
C、切向长度 应变，具中和 面
D、层面线理 的夹角变化
在韧性、低 韧性的小型 构造不同
褶皱形成机制
褶皱形成机制
多 层 的褶 压皱 缩中 内 弧
褶皱形成机制
形背 成斜 向张顶 内裂部 移，受 动中拉 和伸 面，
褶皱形成机制
劈背 理斜 面或内 向逆弧 外断受 迁层压 移，， 中形 和成
褶皱形成机制
• （4 t - 2 πt ）/ 2πt
=-36%
褶皱形成机制
• 进一步的压缩， 形成压扁的平行 褶皱，1c型。
褶皱形成机制
褶
皱
形
态
与
能
干
性
的
关
褶皱形成机制
（二） 多层岩层的褶皱发育机制
• 1 接触应变带：软硬层相间受顺层压缩 时，软岩层以均匀压扁加厚来体现顺层 缩短，硬岩层褶皱，与硬岩层相邻的软 弱层受硬岩层褶皱的影响与其一起弯曲 而变形，在硬岩层褶皱外侧受顺层拉伸 而成1A型褶皱，在内侧受挤压而成1c型 到3型的顶厚褶皱。
（第九章 褶皱的成因分析）
褶皱形成机制
是什么因素控制着褶皱的形态，大小以及 褶皱间小褶皱和其它构造的相互关系？
形成褶皱的变形机制（deformation mechanism）有哪些？
如何从天然褶皱变形岩石中确定褶皱形成机 制，
进而为建立区域构造和地壳演变史和应用 研究服务？
褶皱形成机制
均质地质体是否会形成褶皱？
波长理论
褶皱形成机制
粘度较大的岩层在褶皱过程中起着主导作用。
褶皱形成机制
单
发生纵弯褶皱受到两个阻力：内部（外弧拉长，内弧 缩短），外部（非能干层的阻挡）
层
褶
皱
的
主
波
长
理
论
褶皱形成机制
按照做功最小原则（初始主波长），毕奥特推算：
褶皱形成机制
Wi=2πd（μ1/6 μ2 ）1/3
• 褶皱主波长与所受的作用力的大小无直 接关系
三、柔流褶皱作用
在固态流变的条件下，岩石具高韧性和低粘度 时，岩石可以呈类似于粘性的粘滞性流动形成 的褶皱
褶皱形成机制
五、与褶皱有关的面理性质
• 不发育面理 • 轴面间隔劈理（正扇形劈理） • 轴面劈理 • 轴面褶劈理
褶皱形成机制
无轴面劈理的褶皱
褶皱形成机制
轴面劈理
褶皱形成机制
轴面板劈理（威尔士）
西藏日喀则群中的膝折褶皱
褶皱形成机制
北京大灰厂奥陶系灰岩与白云岩互层 中的不协调褶皱
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
第八章 褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
三、横弯褶皱作用应力轨迹
褶皱形成机制
褶皱形成机制
第三节 其它褶皱作用简介
一、剪切褶皱作用
褶皱形成机制
剪切褶皱作用的特点
1、每一点都是平面应变
2、剪切面平行于轴面，褶轴不是中间应 变轴
3、剪切面上无应变
4、无中和面
5、因褶皱是由于不均匀剪切造成的，两
翼剪切方向相反，压扁面向着背形顶部
褶皱形成机制
随
造 交 切 关 系
中 和 面 迁 移 的
构
线理与褶轴夹角的变化
褶皱形成机制
弯2 滑顺 褶层 皱剪 及切 其作 伴用
生
构
造
褶皱形成机制
A、褶轴同中间应 变轴 B、垂直层面的原 始厚度不变 C、层面线理的夹 角不变化 D、反扇形应状态， 应变强度与翼间角 有关
褶皱形成机制
褶皱形成机制
劈理折射
褶皱形成机制
褶皱形成机制
•2 韧性差低和平均韧性大的岩层组合 •先压扁、再褶皱、后压扁
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱伴生劈理和其它小构造的应用
A、劈理
褶皱形成机制
褶皱形成机制
B、小褶皱 C、石香肠和窗棂构造
褶皱形成机制
总结
• 一、纵弯褶皱的形成机制
• 二、纵弯褶皱伴生的小构造形式
倾面理，形成貌似单斜的视层状岩系。
褶皱形成机制
纵向构造置换示意图
褶皱形成机制
2 单剪变形场中的面状构造置换
• 非共轴递进变形 • 1）顺层剪切和‘顺层’面理的发育 • 2）不均匀剪切造成的褶叠层和‘顺层’
的轴面面理 • 3）强岩层的香肠化 • 4）强岩层的片内无根褶皱
褶皱形成机制
褶皱形成机制
李各庄大理岩中的顺层韧性剪切带
• 4）片内褶皱被进一步压扁，或成平行片理的 压扁透镜体。 S0完全被S1所置换。强岩层的残 余透镜体与基质的岩性界面（假S0 ）与新生面 理S1平行。
褶皱形成机制
褶皱形成机制
面二 种 类 型 的 岩 性 界
三、 纵向和横向构造置换
• 1 纵弯褶皱过程中的面状构造置换 • 共轴递进变形 • Coaxial progressive deformation • 初始岩层产状近于水平，水平挤压，陡
• 2、弯滑褶皱作用和弯流褶皱作用 • 3、压扁作用
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
外应平 1
侧变行中
具 中 和 面
拉 伸 内 侧 压
轴 ， 等 厚 褶
褶 轴 方 向 为
和 面 褶 皱
缩皱中作
，，间用
的变 1 应中中 变和 与面 小褶 型皱 构切
向
造长
度
应
A、褶轴同中 间应变轴
B、垂直层层 的厚度不变
• 对构造置换作用的认识在变质岩区构造研究的 重要性。面理的意义
褶皱形成机制
大理岩中片理对层理的置换,中条山
褶皱形成机制
褶皱形成机制
中北 的京 勾构西 状造山 褶置鲕 皱换状
无灰 根岩
板岩的构造置换（威尔士）
褶皱形成机制
板岩中的构造置换
褶皱形成机制
二、 面状构造的置换
• Turner和Weiss的经典模式
褶皱形成机制
褶皱形成机制
层 理 被 过面 程理 的 置 换
• 1)层理（S0）发生相似褶皱，小褶皱的包络面 代表层理的总方位
• 2）褶皱的不对称性加强，陡翼变薄，弱岩层 轴面劈理化，新生面理（S1）局部置换原生面 理。
• 3）变薄的褶皱翼的硬岩层明显香肠化。新生 面理逐渐透入整个褶皱岩层。寄生褶皱向片内 无根褶皱过渡。原生岩层已丧失连续完整性
褶皱形成机制
伴生次生构造： A、擦痕 B、层间劈理 C、小褶皱 D、鞍状虚脱（Ⅱ、 Ⅲ型褶皱）
褶皱形成机制
脉果澳 多大 含利 金亚 石本 英迪
3 压扁作用对褶皱的影响 褶皱前的压扁作用与弯流褶皱应变形式
褶皱形成机制
褶皱形成机制
伴生次生构造： A、轴面劈理 B、石香肠 C、无根勾状褶皱 D、Ⅱ、Ⅲ型褶皱
褶皱形成机制
四、 面理置换的识别 • 标志层的分布 • 透镜体的分布 • 无根勾状褶皱 • 转折端的层理与面理
褶皱形成机制
旬阳泥盆系大理岩中的构造置换
褶皱形成机制
旬阳泥盆系大理岩中的构造置换
褶皱形成机制
黄、绿色条带状板岩的构造置换（金寨）
褶皱形成机制
造黄 置、 换绿 （色 金条 寨带 ）状
褶皱形成机制
褶皱形成机制
轴面褶劈理
褶皱形成机制
第四节 与褶皱有关的多期面理 的叠加和置换
褶皱形成机制
一、引言
• 构造置换是岩石的一种构造在经过递进 变形过程后，被另一种构造所代替的现 象。最常见的是面状构造的置换。
• 不仅可将原有的平行层理构造转换到与褶皱轴 面或韧性剪切带相平行的位置；而且可将原来 块状的岩石经变形分解作用成为具有新生面理 的层状岩石。
• 从变形行为：主动（弯曲）褶皱和 被动（剪节）褶皱；
• 从物质运动方式：流动flow和滑动 slip两种机制
• 作用力的作用方式：纵弯褶皱 buckling和横弯褶皱bending
褶皱形成机制
褶皱形成机制
第一节 纵弯褶皱作用
• 是岩层受到顺层挤压力的作用而形成褶 皱的作用。
• 一、发育机制 • （一）单层褶皱的发育机制，褶皱的主
呈反扇形排列
褶皱形成机制
韧性剪切带中的剪切褶皱
褶皱形成机制
苏格兰莫茵变粒岩剪切带与褶皱
褶皱形成机制
二、同沉积褶皱
褶皱是在岩层沉积的同时形成的褶皱称同沉积褶皱
特点： 1、褶皱两翼倾角一般上缓下陡，总体开阔 2、形似顶薄褶皱，两翼厚度大
3、向两翼岩石粒度 变大
4、可见同沉积滑塌
或滑塌断层
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
四、纵弯褶皱中发育的劈理型式
• 纵弯褶皱作用中各岩层、各阶段劈理十 分发育
• 1高韧性差的岩层组合 • 2韧性差低和平均韧性大的岩层组合
褶皱形成机制
高韧性差的岩层组合
褶皱形成机制
接
触
应
变
带
与
无
应
变
褶皱形成机制
三
接触应变带与无应变三角区
褶皱形成机制
• 褶皱主波长与褶皱层的初始厚度成正比 • 褶皱的波长厚度比与层的能干性差异有
关
褶皱形成机制
褶
皱
波
长
与
能
干
层
厚
度
的
褶皱形成机制
褶皱波长与厚度
褶皱形成机制
不 的同 褶粘 皱度 发比 育的
层
波长厚 度比大
顺层缩 短e很小
肠状褶 皱
波长厚 度比褶皱小形成机制
顺层缩 短e明显
尖圆型 褶皱
1 能干性差异大，μ1/μ2＞50
纵向构造置换示意图2不均匀剪切造成的褶叠层和顺层的轴面面理4强岩层的片内无根褶皱李各庄大理岩中的顺层韧性剪切带斜长角闪岩的韧性剪切带纵向和横向构造置换的比较纵向构造置换横向构造置换构造体制形成机制面理产状特征与原生层理关系对原生层理的改造对岩层厚度的改造收缩构造纵弯褶皱和压扁切层的轴面面理在紧闭褶皱两翼两者平行新生成层构造破坏原有岩层水平缩短垂向加厚垂直劈理测量的视厚度极大地增大相似的岩性组合多次重复伸展构造近水平分层剪切总体近顺层面理为顺层掩卧褶皱的轴面面理新生成层构造局部使原生层序多次重复但原有大套层序基本不变
， e≈0， Wi＝Wa；d保持不变，Wi/d大， 形成肠状褶皱
褶皱形成机制
褶皱形成机制
• 2当能干性差异小，
• μ1/μ2<10 • 变形初期褶皱生长
缓慢，强硬层与基 质一起发生明显的 顺层缩短，使其层 厚加大为d’，其波 长Wi /厚度d 小。褶 皱成同心状，外弧 宽缓而内弧禁闭， 形成尖圆型褶皱。 其最大缩短量为：
褶皱形成机制
勾的黄 状构、 片造绿 内置色 无换条 根（带 褶金状 皱寨板
）岩
褶皱形成机制
五、 面理的叠加
褶皱形成机制
旬阳泥盆系大理岩中的构造置换
S1轴面片理 S2轴面褶劈理
褶皱形成机制
大 及 强 硬
褶皱形成机制
不协调褶皱
褶皱形成机制
河南方城大理岩中的相似褶皱
褶皱形成机制
褶皱形成机制
层大 中理 的岩 相和 似钙 褶硅 皱质
白云岩和灰岩互层的褶皱
褶皱形成机制
膝折褶皱
褶皱形成机制
褶皱形成机制
复协调褶皱
褶皱形成机制
褶皱形成机制
二、纵弯褶皱内的应变分布型 式与小型构造
• 1、中和面褶皱作用：层的切向长度变化 而引起的单层弯曲
褶皱形成机制
斜长角闪岩的韧性剪切带
褶皱形成机制
3 纵向和横向构造置换的比较
纵向构造置换 横向构造置换
构造体制 形成机制 面理产状特征 与原生层理关系
对原生层理的改造
收缩构造 纵弯褶皱和压扁 陡倾面理带 切层的轴面面理，在紧 闭褶皱两翼两者平行 新生成层构造破坏原有 层序
对岩层厚度的改造
岩层水平缩短，垂向加 厚，垂直劈理测量的视 厚度极大地增大，相似 的岩性组合多次重复
•2 强硬层间距离对褶皱形态的影响
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
• 不协调褶皱 • 协调褶皱：依据能干性差异（μ1/ μ2 ）的
高、低及厚度比（n＝d1/ d2 ）的大、中、 小分为6种模式：
褶皱形成机制
与能 褶干 皱性 形差 态异
小 及 强 硬
褶皱形成机制
与能 褶干 皱性 形差 态异
褶皱形成机制
第二节 横弯褶皱作用
岩层受到与层面垂直的应力作用而发生弯曲的行 为称为横弯褶皱作用
一、特点：
1、褶皱岩层整体拉伸，没有中和面；
2、形成顶薄褶皱；
3、弯流作用使物质使物质向翼部流到，形成小 褶皱；
4、中间应变轴
褶皱形成机制
二、横弯褶皱作用形成的构造背景
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
兰姆赛（Ramsay)的褶皱形态分类
•三类五型 •什么叫褶皱？
褶皱形成机制
引言：丰富多姿的褶皱形态
褶皱形成机制
灰岩中的等厚褶皱
褶皱形成机制
北京西山大理岩中相似的平卧褶皱
褶皱形成机制
褶皱形成机制
瑞士 Alps Morcles平卧褶皱
褶皱形成机制
复协调褶皱
褶皱形成机制
褶皱中的轴面
伸展构造
近水平分层剪切
缓倾面理带
总体近顺层面理，为顺层 掩卧褶皱的轴面面理
新生成层构造局部使原生 层序多次重复，但原有大 套层序基本不变。
岩层厚度总体减薄，单层 厚度变化可很大，在水平 方向上可局部增大
4 对顺层面理成因的认识
• 埋深变质作用，面理平行层理 • 大型平卧褶皱的轴面面理 • 大型缓倾逆冲型韧性剪切带 • 伸展构造有关的顺层剪切
C、切向长度 应变，具中和 面
D、层面线理 的夹角变化
在韧性、低 韧性的小型 构造不同
褶皱形成机制
褶皱形成机制
多 层 的褶 压皱 缩中 内 弧
褶皱形成机制
形背 成斜 向张顶 内裂部 移，受 动中拉 和伸 面，
褶皱形成机制
劈背 理斜 面或内 向逆弧 外断受 迁层压 移，， 中形 和成
褶皱形成机制
• （4 t - 2 πt ）/ 2πt
=-36%
褶皱形成机制
• 进一步的压缩， 形成压扁的平行 褶皱，1c型。
褶皱形成机制
褶
皱
形
态
与
能
干
性
的
关
褶皱形成机制
（二） 多层岩层的褶皱发育机制
• 1 接触应变带：软硬层相间受顺层压缩 时，软岩层以均匀压扁加厚来体现顺层 缩短，硬岩层褶皱，与硬岩层相邻的软 弱层受硬岩层褶皱的影响与其一起弯曲 而变形，在硬岩层褶皱外侧受顺层拉伸 而成1A型褶皱，在内侧受挤压而成1c型 到3型的顶厚褶皱。
（第九章 褶皱的成因分析）
褶皱形成机制
是什么因素控制着褶皱的形态，大小以及 褶皱间小褶皱和其它构造的相互关系？
形成褶皱的变形机制（deformation mechanism）有哪些？
如何从天然褶皱变形岩石中确定褶皱形成机 制，
进而为建立区域构造和地壳演变史和应用 研究服务？
褶皱形成机制
均质地质体是否会形成褶皱？
波长理论
褶皱形成机制
粘度较大的岩层在褶皱过程中起着主导作用。
褶皱形成机制
单
发生纵弯褶皱受到两个阻力：内部（外弧拉长，内弧 缩短），外部（非能干层的阻挡）
层
褶
皱
的
主
波
长
理
论
褶皱形成机制
按照做功最小原则（初始主波长），毕奥特推算：
褶皱形成机制
Wi=2πd（μ1/6 μ2 ）1/3
• 褶皱主波长与所受的作用力的大小无直 接关系
三、柔流褶皱作用
在固态流变的条件下，岩石具高韧性和低粘度 时，岩石可以呈类似于粘性的粘滞性流动形成 的褶皱
褶皱形成机制
五、与褶皱有关的面理性质
• 不发育面理 • 轴面间隔劈理（正扇形劈理） • 轴面劈理 • 轴面褶劈理
褶皱形成机制
无轴面劈理的褶皱
褶皱形成机制
轴面劈理
褶皱形成机制
轴面板劈理（威尔士）
西藏日喀则群中的膝折褶皱
褶皱形成机制
北京大灰厂奥陶系灰岩与白云岩互层 中的不协调褶皱
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
第八章 褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
三、横弯褶皱作用应力轨迹
褶皱形成机制
褶皱形成机制
第三节 其它褶皱作用简介
一、剪切褶皱作用
褶皱形成机制
剪切褶皱作用的特点
1、每一点都是平面应变
2、剪切面平行于轴面，褶轴不是中间应 变轴
3、剪切面上无应变
4、无中和面
5、因褶皱是由于不均匀剪切造成的，两
翼剪切方向相反，压扁面向着背形顶部
褶皱形成机制
随
造 交 切 关 系
中 和 面 迁 移 的
构
线理与褶轴夹角的变化
褶皱形成机制
弯2 滑顺 褶层 皱剪 及切 其作 伴用
生
构
造
褶皱形成机制
A、褶轴同中间应 变轴 B、垂直层面的原 始厚度不变 C、层面线理的夹 角不变化 D、反扇形应状态， 应变强度与翼间角 有关
褶皱形成机制
褶皱形成机制
劈理折射
褶皱形成机制
褶皱形成机制
•2 韧性差低和平均韧性大的岩层组合 •先压扁、再褶皱、后压扁
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱伴生劈理和其它小构造的应用
A、劈理
褶皱形成机制
褶皱形成机制
B、小褶皱 C、石香肠和窗棂构造
褶皱形成机制
总结
• 一、纵弯褶皱的形成机制
• 二、纵弯褶皱伴生的小构造形式
倾面理，形成貌似单斜的视层状岩系。
褶皱形成机制
纵向构造置换示意图
褶皱形成机制
2 单剪变形场中的面状构造置换
• 非共轴递进变形 • 1）顺层剪切和‘顺层’面理的发育 • 2）不均匀剪切造成的褶叠层和‘顺层’
的轴面面理 • 3）强岩层的香肠化 • 4）强岩层的片内无根褶皱
褶皱形成机制
褶皱形成机制
李各庄大理岩中的顺层韧性剪切带
• 4）片内褶皱被进一步压扁，或成平行片理的 压扁透镜体。 S0完全被S1所置换。强岩层的残 余透镜体与基质的岩性界面（假S0 ）与新生面 理S1平行。
褶皱形成机制
褶皱形成机制
面二 种 类 型 的 岩 性 界
三、 纵向和横向构造置换
• 1 纵弯褶皱过程中的面状构造置换 • 共轴递进变形 • Coaxial progressive deformation • 初始岩层产状近于水平，水平挤压，陡
• 2、弯滑褶皱作用和弯流褶皱作用 • 3、压扁作用
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
外应平 1
侧变行中
具 中 和 面
拉 伸 内 侧 压
轴 ， 等 厚 褶
褶 轴 方 向 为
和 面 褶 皱
缩皱中作
，，间用
的变 1 应中中 变和 与面 小褶 型皱 构切
向
造长
度
应
A、褶轴同中 间应变轴
B、垂直层层 的厚度不变
• 对构造置换作用的认识在变质岩区构造研究的 重要性。面理的意义
褶皱形成机制
大理岩中片理对层理的置换,中条山
褶皱形成机制
褶皱形成机制
中北 的京 勾构西 状造山 褶置鲕 皱换状
无灰 根岩
板岩的构造置换（威尔士）
褶皱形成机制
板岩中的构造置换
褶皱形成机制
二、 面状构造的置换
• Turner和Weiss的经典模式
褶皱形成机制
褶皱形成机制
层 理 被 过面 程理 的 置 换
• 1)层理（S0）发生相似褶皱，小褶皱的包络面 代表层理的总方位
• 2）褶皱的不对称性加强，陡翼变薄，弱岩层 轴面劈理化，新生面理（S1）局部置换原生面 理。
• 3）变薄的褶皱翼的硬岩层明显香肠化。新生 面理逐渐透入整个褶皱岩层。寄生褶皱向片内 无根褶皱过渡。原生岩层已丧失连续完整性
褶皱形成机制
伴生次生构造： A、擦痕 B、层间劈理 C、小褶皱 D、鞍状虚脱（Ⅱ、 Ⅲ型褶皱）
褶皱形成机制
脉果澳 多大 含利 金亚 石本 英迪
3 压扁作用对褶皱的影响 褶皱前的压扁作用与弯流褶皱应变形式
褶皱形成机制
褶皱形成机制
伴生次生构造： A、轴面劈理 B、石香肠 C、无根勾状褶皱 D、Ⅱ、Ⅲ型褶皱
褶皱形成机制
四、 面理置换的识别 • 标志层的分布 • 透镜体的分布 • 无根勾状褶皱 • 转折端的层理与面理
褶皱形成机制
旬阳泥盆系大理岩中的构造置换
褶皱形成机制
旬阳泥盆系大理岩中的构造置换
褶皱形成机制
黄、绿色条带状板岩的构造置换（金寨）
褶皱形成机制
造黄 置、 换绿 （色 金条 寨带 ）状
褶皱形成机制
褶皱形成机制
轴面褶劈理
褶皱形成机制
第四节 与褶皱有关的多期面理 的叠加和置换
褶皱形成机制
一、引言
• 构造置换是岩石的一种构造在经过递进 变形过程后，被另一种构造所代替的现 象。最常见的是面状构造的置换。
• 不仅可将原有的平行层理构造转换到与褶皱轴 面或韧性剪切带相平行的位置；而且可将原来 块状的岩石经变形分解作用成为具有新生面理 的层状岩石。
• 从变形行为：主动（弯曲）褶皱和 被动（剪节）褶皱；
• 从物质运动方式：流动flow和滑动 slip两种机制
• 作用力的作用方式：纵弯褶皱 buckling和横弯褶皱bending
褶皱形成机制
褶皱形成机制
第一节 纵弯褶皱作用
• 是岩层受到顺层挤压力的作用而形成褶 皱的作用。
• 一、发育机制 • （一）单层褶皱的发育机制，褶皱的主
呈反扇形排列
褶皱形成机制
韧性剪切带中的剪切褶皱
褶皱形成机制
苏格兰莫茵变粒岩剪切带与褶皱
褶皱形成机制
二、同沉积褶皱
褶皱是在岩层沉积的同时形成的褶皱称同沉积褶皱
特点： 1、褶皱两翼倾角一般上缓下陡，总体开阔 2、形似顶薄褶皱，两翼厚度大
3、向两翼岩石粒度 变大
4、可见同沉积滑塌
或滑塌断层
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
褶皱形成机制
四、纵弯褶皱中发育的劈理型式
• 纵弯褶皱作用中各岩层、各阶段劈理十 分发育
• 1高韧性差的岩层组合 • 2韧性差低和平均韧性大的岩层组合
褶皱形成机制
高韧性差的岩层组合
褶皱形成机制
接
触
应
变
带
与
无
应
变
褶皱形成机制
三
接触应变带与无应变三角区
褶皱形成机制
• 褶皱主波长与褶皱层的初始厚度成正比 • 褶皱的波长厚度比与层的能干性差异有
关
褶皱形成机制
褶
皱
波
长
与
能
干
层
厚
度
的
褶皱形成机制
褶皱波长与厚度
褶皱形成机制
不 的同 褶粘 皱度 发比 育的
层
波长厚 度比大
顺层缩 短e很小
肠状褶 皱
波长厚 度比褶皱小形成机制
顺层缩 短e明显
尖圆型 褶皱
1 能干性差异大，μ1/μ2＞50
纵向构造置换示意图2不均匀剪切造成的褶叠层和顺层的轴面面理4强岩层的片内无根褶皱李各庄大理岩中的顺层韧性剪切带斜长角闪岩的韧性剪切带纵向和横向构造置换的比较纵向构造置换横向构造置换构造体制形成机制面理产状特征与原生层理关系对原生层理的改造对岩层厚度的改造收缩构造纵弯褶皱和压扁切层的轴面面理在紧闭褶皱两翼两者平行新生成层构造破坏原有岩层水平缩短垂向加厚垂直劈理测量的视厚度极大地增大相似的岩性组合多次重复伸展构造近水平分层剪切总体近顺层面理为顺层掩卧褶皱的轴面面理新生成层构造局部使原生层序多次重复但原有大套层序基本不变
， e≈0， Wi＝Wa；d保持不变，Wi/d大， 形成肠状褶皱
褶皱形成机制
褶皱形成机制
• 2当能干性差异小，
• μ1/μ2<10 • 变形初期褶皱生长
缓慢，强硬层与基 质一起发生明显的 顺层缩短，使其层 厚加大为d’，其波 长Wi /厚度d 小。褶 皱成同心状，外弧 宽缓而内弧禁闭， 形成尖圆型褶皱。 其最大缩短量为：