伸展断层相关褶皱类型及成因机制
《构造地貌的形成》褶皱与断层解
《构造地貌的形成》褶皱与断层解《构造地貌的形成——褶皱与断层解》在我们生活的这个广袤地球上，有着各种各样奇特而壮观的地貌景观。
从雄伟的山脉到深邃的峡谷，从广袤的平原到起伏的丘陵，这些地貌的形成都与地球内部的力量和地质作用密切相关。
其中，构造地貌的形成是一个极其复杂而又引人入胜的过程，而褶皱与断层则是其中最为重要的两种地质构造。
首先，让我们来了解一下褶皱。
褶皱就像是地球表面的“皱纹”，是由于岩石在受到强大的挤压作用时发生弯曲变形而形成的。
想象一下，一块巨大的橡皮被两只手从两端向中间挤压，它就会弯曲、褶皱起来，岩石的褶皱形成过程与此类似。
褶皱可以分为背斜和向斜两种基本类型。
背斜是岩层向上弯曲拱起的部分，它的岩层形态就像是一个倒扣的碗。
而向斜则是岩层向下弯曲凹陷的部分，如同一个正放的碗。
在地表形态上，有时候背斜会形成山岭，向斜会形成谷地。
但这并不是绝对的，因为在长期的风化、侵蚀等外力作用下，背斜顶部由于受到张力的影响，岩石比较破碎，容易被侵蚀成谷地；而向斜槽部受到挤压，岩石坚硬，反而不容易被侵蚀，从而可能形成山岭。
褶皱的规模大小不一，小到在一块岩石上就能看到的微小褶皱，大到绵延数百甚至数千公里的巨大褶皱山脉。
比如，著名的阿尔卑斯山脉、喜马拉雅山脉等都是由大规模的褶皱构造形成的。
这些山脉不仅是地球地质历史的见证，也为人类提供了壮丽的自然景观和丰富的资源。
接下来，我们再说说断层。
断层是岩石在受到强大的压力或张力作用时发生断裂，并沿断裂面发生明显位移而形成的。
断层可以分为正断层、逆断层和平移断层。
正断层是指上盘相对下降，下盘相对上升的断层。
这种断层通常是由于地壳受到张力作用而形成的。
比如，在一些地区，由于地壳的拉伸，地层会沿着断层断裂，上盘下降形成谷地或低地。
逆断层则与正断层相反，是上盘相对上升，下盘相对下降的断层。
它通常是在地壳受到挤压作用时产生的。
逆断层常常会导致地层的重叠和加厚，在地表形成隆起的山脉或高地。
构造地质学《褶皱的形成机制》
2020/2/26
构造地质学
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练习题
1、简述褶皱形成的原因（形成机制）？ 答题要点： 见教材P108～129 2、什么是纵弯褶皱作用、横弯褶皱作用？ 3、中和面褶皱作用形成的褶皱,有哪些主要特点？ 4、弯滑褶皱作用形成的褶皱,有哪些主要特点？ 5、横弯褶皱作用形成的褶皱,有哪些主要特点？
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构造地质学
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垂直褶皱枢纽的擦痕
牵引褶皱和层间剪节理
岩层发生顺层的剪切滑移，总是从凹侧向着凸侧运动， 所以常形成次级伴生构造：
A.垂直褶皱枢纽的擦痕 ； B.牵引褶皱; C.层间剪节理，发育紧密时成为层间破劈理。
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D.在层内有时发育与层面以45º左 右相交的张节理。
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构造地质学
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B.彼此粘结不很紧密的一套岩层， 在纵弯褶皱过程中通过层面之间的滑 动而发生弯曲，这种纵弯褶皱作用称 为弯滑褶皱作用。
其中，不仅层面之间发生滑动， 而且在某些岩层的内部还出现物质流 动现象的，则称为弯流褶皱作用。
弯滑褶皱作用
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构造地质学
弯流褶皱作用
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2.中和面褶皱作用的一般特点
E. 在较脆性的岩石中，两翼上可 以形成层间破碎带。
F.在韧性较大的岩层中，两翼上 常发育反扇形劈理。
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褶皱中劈理与层理关系的应用实例
利用劈理与层理关系判 断正常地层和倒转地层；
判断经验法则：在正常 翼，劈理与层理倾斜一 致，劈理倾角比层理的 倾角陡，为正常层序， 判断背斜在左侧；在倒 转翼，劈理倾向与层理 一致，劈理倾角比层理 倾角缓，为倒转层序， 背斜在右侧。
结构地质学中的褶皱与断裂演化过程
结构地质学中的褶皱与断裂演化过程褶皱与断裂是结构地质学中非常重要的概念，它们揭示了地壳在长时间尺度下的演化过程。
褶皱和断裂现象通常与构造运动有关，地质学家通过研究褶皱和断裂的演化过程，可以了解地球内部的构造变动和岩石形成的原因。
在结构地质学中，褶皱是地壳中岩石层弯曲的现象。
它们通常形成于地球的大地构造运动中，如板块碰撞或山脉的形成过程中。
褶皱的形成是由于岩石受到构造力的作用，导致地层发生变形。
通过研究褶皱的形状、方向和尺度，我们可以了解到地球内部的构造运动和岩石变形的方式。
褶皱的演化过程可以分为几个阶段。
首先是形成褶皱的推力阶段，这是由构造力作用于地壳引起的。
在这个阶段，地壳的岩石层受到推力的挤压，产生了褶皱的初始形态。
随着构造力的不断作用，褶皱逐渐加深和加宽，形成了更加复杂的形态。
接着是褶皱的调整阶段，也称为凸起和坍塌。
在这个阶段，褶皱的顶部会发生变形，可能出现断裂和变形带。
这是由于构造运动的不均匀性导致的，不同部位的地壳承受的应力不同，从而产生了较大的变形。
最后是褶皱的稳定阶段，这是褶皱演化的最后阶段。
在这个阶段，褶皱逐渐达到平衡状态，地壳受到的构造力达到平衡，并保持了相对稳定的形态。
褶皱的稳定阶段可能会持续较长的时间，形成了山脉等地貌特征。
除了褶皱，断裂也是结构地质学中的重要概念。
断裂是地壳中岩石层发生断裂的现象，它通常与构造运动有关。
断裂可以由构造力引起，也可以是地震活动或其他因素造成的。
地质学家通过研究断裂的演化过程，可以了解地壳的应力状态和岩石断裂的原因。
断裂的演化过程可以分为几个阶段。
首先是断裂的形成阶段，这是由于地壳受到应力的作用而发生的。
在这个阶段，地壳中的断层开始发生位移，形成了初步的断裂带。
接着是断裂的扩展阶段，这是断裂演化的重要阶段。
在这个阶段，断裂带逐渐扩大，断层发生较大的位移。
断裂带的扩展会导致地壳发生断裂，形成大的断裂带。
最后是断裂的稳定阶段，这是断裂演化的最后阶段。
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
褶皱构造形成机制以及 褶皱构造的观察和研究
褶轴
圆柱状褶皱
5.枢纽：指同一
褶皱面上弯曲最大点 的联线。
6.轴面：各相邻 褶皱面的枢纽连成的 面称为轴面。
7、轴迹：轴面 与地面或其它任何面 的交线称为轴迹。
8、翼间角：正 交剖面上两翼的内夹 角。
轴 迹
轴 迹
枢纽
轴面
9.脊、脊线、脊面
和糟、槽线、槽面： 背斜的同一褶皱面上的 最高点为脊，它们的连 线为脊线；向斜的同一 褶皱面上的最低点为槽， 它们的连线为槽线。若 干相邻褶皱面上的脊线 或槽线联成的面，分别 称为脊面和槽面。
发育于水平挤压的构造 活动带。
认识复背斜和复向斜： 根据中央地带的次级褶皱的 核部地层的新老关系，核部 地层老于两侧者为复背斜， 新于两侧者为复向斜。
湖北汤池峡复背斜剖面图 河南嵩山五指岭复向斜剖面图
（八）叠加褶皱
叠加褶皱又称重褶皱，是指已经褶 皱的岩层再次弯曲变形而形成的褶皱。 沉积岩区的叠加褶皱可分为六种类型：
ⅠA型：等倾斜线强烈向外呈扇形撒开， 各线长短差别很大，为典型顶薄褶皱。
ⅠB型：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，为典型的等 厚褶皱。
ⅠC型：等倾斜线从核部向外略呈扇形撒开， 转折端附近的倾斜线比两翼附近的要略长一些， 反映出两翼厚度变薄的趋势，这是等厚褶皱向 顶厚-相似褶皱过渡的类型。
（1）层内物质的流动方向，自翼部 流向转折端，致使转折端部位增厚， 翼部相对减薄，从而形成相似褶皱或 顶厚褶皱。
（2）当软岩层与硬岩层互层时，受到 顺层挤压，硬岩层形成平行褶皱，而 软岩层易于流动，填充了由于层间滑 动形成的虚脱空隙，从而形成与硬岩 层褶皱形态不同的顶厚褶皱。
(3)当硬岩层中夹有一大层层理发 育相对容易流动的韧性岩层时，可在 主褶皱的翼部和转折端形成从属褶皱。
断层相关褶皱
断层相关褶皱1.断层相关褶皱在断层作用过程中所形成的褶皱或与断层作用有关的褶皱。
断层相关褶皱理论认为褶皱的产生、发育都与断层的活动密切相关，任何复杂的褶皱都可以由断层转折褶皱、断层传播褶皱和滑脱褶皱组合而成。
2.断层转折褶皱(Fault一BendFold)SuPPe(1983)建立了断层转折摺皱的几何学和运动学模型，断层(台阶状断层)由下断坪(水平断面，位于较低层位)、断坡(倾斜断面)、上断坪(水平断面，位于较高层位)组成。
当上盘地层通过断坡时发生褶皱，形成断层转折褶皱。
大邑背斜深部构造样式主要是断层转折褶皱及在断层转折褶皱产生过程中，在断坡处引发的突发构造和在上断坪处产生的次级断层构成(图1)。
断展褶皱（Fault-propagation fold，FPF），或称为断层传播褶皱，或断层扩展褶皱，也被称为断层端线褶皱。
断展褶皱的形成与断坡的形成大致同时，所形成的褶皱背斜一般具有明显的不对称性，前翼陡，后翼缓，在较低层位上的背斜构造为尖棱状，在较高的层位上背斜可能出现平顶，是断层扩张作用的结果。
背斜的轴面向岩层运动的方向倾倒。
上盘断层的断距在断坡方向上越来越小，最后消失于断层端线。
断层端线位于前方不对称向斜的最下枢纽处。
图1 断层转折褶皱的形成过程以单个台阶状断层产生的断层转折褶皱为例(图1)，图中轴面A、B(固定轴面)终止于下盘的X、Y点，轴面A‘、B’(活动轴面)终止于上盘的X‘、Y’点，当地层沿断层运动时，轴面A、B相对于下盘保持静止，上盘地层在通过轴面A、B时发生变形，轴面A‘、B‘则随着上盘地层一起运动，上盘地层在通过轴面A‘、B’时不发生变形；在断层开始位移的时候，首先形成两个膝折带A一A‘、B一B’(图1. a)，随着位移的增加，两个膝折带的宽度增加，构造幅度增大，背斜平顶宽度减小(图1. b)；当点Y‘到达点X时，轴面B‘突然停止随上盘的移动，并在X点固定于下盘，而轴面A从下盘点X被释放，开始随上盘点Y’运动，这时，构造幅度与膝折带A一A‘、B一B’的宽度达到最大，背斜平顶宽度达到最小，这时轴面A、A‘为活动轴面，轴面B、B‘为固定轴面(图1.c。
断层褶皱的概念及分类
断层褶皱的概念及分类
断层褶皱是地球地壳中常见的地质构造形态，是地壳皮层中岩石、土层在地壳运动过程中发生断裂和弯曲而形成的。
断层是指岩石或土壤层在地壳运动中受力超过其抗力时发生断裂。
断层可以分为几种类型：
1. 正断层（逆断层）：正断层是指岩层在垂直于断层面方向上的相对上升（下降）。
正断层常伴随着水平挤压力，是构造抬升和山脉形成的重要原因。
2. 逆断层（倒转断层）：逆断层是指岩层在垂直于断层面方向上的相对下降（上升），与岩层原来的水平方向相对。
3. 侧错断层（走滑断层）：侧错断层是指岩层沿着断层面的平行方向发生滑动，而不发生垂直方向上的上升或下降。
4. 层错断层：层错断层是指岩层沿断层面滑动时，断层面的切向和垂向分量都有可观的位移。
褶皱是指岩层在地壳运动过程中由于构造应力的作用而发生的弯曲。
褶皱可以分为几种类型：
1. 波状褶皱：波状褶皱是指岩层的弯曲形成波动状的曲线，其波峰和波谷分别对应岩层的凸起和凹陷部分。
2. 折片状褶皱：折片状褶皱是指岩层在构造运动中出现的狭长褶皱，形状类似于扑克牌中的扇形折叠。
3. 褶曲状褶皱：褶曲状褶皱是指岩层的弯曲形成弯曲且闭合的弧形褶皱，常伴随着产生盆地和山脊的构造运动。
褶皱和断层常常同时出现，它们是地壳发生变形和岩层形成的重要地质现象。
褶皱形成的基本机制
滑动面
岩层面
第四章 褶皱
③剪切褶皱作用多发生在变质 岩区。剪切褶皱作用往往使层 理或前期的劈理、片理错动成 锯齿状或其它形态的褶皱。 ④很难形成较大规模的褶皱。
第四节 褶皱的形成机制
第四章 褶皱
（四）柔流褶皱作用 柔流褶皱作用：是指高韧
性岩石或者是岩石处于高温高 压环境下变成高韧性体, 受到 外力的作用, 发生类似粘稠的 流体那样的流动变形,从而形成 形态复杂多变的褶皱。
2.基本特征:
１）单层岩层中存在一 中和面(既不拉伸也不压 缩)，中和面之上岩层受张 应力影响处于拉伸状态， 中和面之下岩层受压应力 影响处于挤压状态。
岩层越弯曲，中和面 越向核部发育。
第四节 褶皱的形成机制
张应力 压应力
中和面
第四章 褶皱
第四节 褶皱的形成机制
２）随岩层褶皱的加剧，岩层会发生一系列有规律的变化，并形成小构造:
第四章 褶皱
(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。
第四节 褶皱的形成机制
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)。
断层相关褶皱
断层相关褶皱摘要：形成机制与断层活动有生成联系的褶皱称为断层相关褶皱。
断层与褶皱有空间和几何关系，它们的形成是相互关联的。
本文通过对相关文献书籍的阅读，对断层相关褶皱理论和形成过程以及其应用，进行一些讨论和总结。
关键词：断层相关褶皱反牵引褶皱断层转折褶皱断层传播褶皱断层滑脱褶皱一、前言R ich (1934 )提出断层转折褶皱的几何学概念以来,Suppe(1983)首次将其定量化, 建立了褶皱形态与断层形态和断层滑动之间的定量关系, 奠立了断层相关褶皱理论的基本模型。
近20多年来，断层相关褶皱的二维几何学和运动学模型研究已经取得了十分显著的进展。
恢复断层或褶皱的演化历史, 近年来也取得重要进展。
利用一系列正演或反演方法可以再现构造演化的过程, 数值模拟技术取得重要进步。
考虑到地层的岩石组成及岩石变形的行为, 断层相关褶皱研究也向力学模型迈进。
断层是岩石不连续的破裂变形, 大多数断层都是脆性剪切裂缝带。
两者常常出现在同一地区或同一构造单元内。
岩石沿着断面滑动可以转变为多种类型的褶皱, 褶皱在发育过程中在枢纽带、背斜顶部也可以形成次级断层。
关于两者关系的讨论由来已久, 至于是形成断层还是褶皱主要取决于具体的构造环境, 例如应力场、温度、压力、流体及岩石的组成等。
大多数褶皱起源于下伏断层倾角的变化, 或是断层滑动量向褶皱位移的逐渐传替与正断层相关的褶皱。
二、断层相关褶皱的类型根据断层性质可以将断层相关褶皱分为与逆断层相关的褶皱和与正断层相关的褶皱。
2.1与正断层相关的褶皱反牵引褶皱：向上弯曲的铲式正断层，由于正断层的运动，上下盘之间形成了一种潜在的空隙，随后上盘岩层在重力的作用下弯曲垮塌进入空隙形成反牵引弯曲的褶皱。
形成过程如图：形成铲式正断层——断层滑动时上下盘之间产生空隙——上盘在重力的牵引下向下垮塌进入空隙形成反牵引褶皱即滚动背斜。
图2-1 反牵引褶皱简易图示2.2与逆断层相关的断层在逆冲断层相关褶皱中, 断层转折褶皱、断层传播褶皱和滑脱褶皱是 3种最基本的类型。
褶皱的成因分析PPT课件
（剖面直立）
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③塑性层小褶皱的 轴面与其上、下相邻的 褶皱面所夹锐角指示其 相邻岩层的滑动方向。
除平卧褶皱和翻卷 褶皱外，可以根据上述 层间滑动规律平判断岩 层顶、底面，从而确定 岩层层序是否正常，以 及背斜与向斜的位置。
层间小褶皱的轴面
顺层滑动方向 层间小褶皱的轴面
弯滑褶皱作用形成的层间小褶皱 可用于判断地层是否正常 35
轴，只有当层面垂直于剪切 方向时，二者才一致 • 无中和面 • 褶皱二翼剪切方向相反 • 属于Ⅱ型相似式，平行于轴面方向上岩层厚度不变。 顶加厚，翼减薄——并非由于物质流动引起 • 背形二侧ＸＹ面成反扇形，可能形成反扇形劈理
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4. 柔流褶皱作用
发生在具有高韧性和低粘滞度的岩石中，常用来说 明其生成时的物理化学环境。
Mz
P z
塔里木盆地塔北隆起的岩浆底辟构造
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底辟作用
盐丘构造
• 盐核
– 直径２－３km，边界陡立，下延数km，内 部发育轴面和枢纽陡立的复杂褶皱
• 围岩
– 顶部穹隆状隆起、发育正断层系，褶皱形态 为1A型顶薄褶皱
– 外围的翼部地带向上卷起，甚至形成围绕盐 核的向斜
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3. 剪切褶皱作用
特点：
（1）被动褶皱作用 （2）褶皱层中发生 平面应变，同一剪 切面上各处的应变 值相等；
（2） 弯流褶皱作用
岩层弯曲变形时不仅发生层间滑动，而且某些岩层 的内部还出现物质流动现象，上下层面对褶皱层内物质 的流动起着控制作用。
特点：
①往往呈相似褶皱或类顶厚 褶皱；
②翼部和转折端的塑性层内 往往形成从属褶皱，显示层 内物质向转折端流动的特征。
弯滑褶皱的内部构造 36
（3）纵弯褶皱中的劈理
褶皱类型与形成原因分析-转
褶皱岩层在形成时，一般是水平的。
岩层在构造运动作用下，因受力而发生弯曲，一个弯曲称褶曲，如果发生的是一系列波状的弯曲变形，就叫褶皱。
褶皱是一个地质学名词，褶皱是岩石中的各种面（如层面、面理等）受力发生的弯曲而显示的变形。
[1]它是岩石中原来近于平直的面变成了曲面而表现出来的。
形成褶皱的变形面绝大多数是层理面；变质岩的劈理、片理或片麻理以及岩浆岩的原生流面等也可成为褶皱面；有时岩层和岩体中的节理面、断层面或不整合面，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。
岩石中面状构造(如层理、劈理或片理等)形成的弯曲。
单个的弯曲也称褶曲。
褶皱中心部位为较老地层，两侧为较新地层，称为背斜；褶皱中心部位为新地层，两侧为老地层，称为向斜。
在地层未发生倒转等其它特殊情况下，背斜呈背形，向斜呈向形，背斜和向斜是褶皱的两种基本形式。
褶皱的规模差别极大，小至手标本或在显微镜下的显微褶皱，大至卫星相片上的区域性褶皱。
要素褶皱要素是褶皱的基本组成部分，用以描述褶皱的形态和产状。
包括：①核（core），系值褶皱的中心部位的岩层。
背斜的核是该褶皱中最老的地层，向斜的核是该褶皱中最新的地层。
②翼（limb），泛指褶皱两侧比较平直的部位。
当背斜和向斜相连时，有一翼是两者共用的。
褶皱、断层的区分及相关知识
1、褶皱：成因：岩层受力的挤压而发生弯曲的现象称为褶皱，研究褶皱的基本要点，不外乎褶皱的形态、产状、类型、形成的方式以及分布的特点。
1、褶皱的基本形态，只有两种：背斜和向斜。
背斜的标志是岩层向上弯曲、核心部位是老岩层，两侧为新岩层。
向斜的标志是岩层向下弯曲，核心部位为新地层，两侧翼部为老地层。
如果岩层被侵蚀风化，在地表暴露出来(以平面图形式表示的话)时，从中心到两侧，岩层的排列，由老到新，对称出现，是为背斜。
相反，从中心向两侧的岩层，自新到老，对称出现，则为向斜。
2、节理：这是很常见的一种构造地质现象，就是我们在岩石露头上所见的裂缝，或称岩石的裂缝。
这是由于岩石受力而出现的裂隙，但裂开面的两侧没有发生明显的(眼睛能看清楚的)位移，地质学上将这类裂缝称为节理，只要你一上山，接触石头，到处都能见到节理。
节理的名称，根据分类的不同原则而异，通用的名称是以节理与岩层的产状要素的关系而划分为四种：走向节理：节理的走向与岩层的走向一致或大体一致。
倾向节理：节理的走向大致与岩层的走向垂直，即与岩层的倾向一致。
斜向节理：节理的走向与岩层的走向既非平行，亦非垂直，而是斜交。
顺层节理：节理面大致平行于岩层层面。
前三种最为常见。
其次，节理的分类还可以节理的走向与区域褶皱主要方向、断层的主要走向或其他线形构造的延伸方向等关系而进行，可划分为：纵节理：两者的关系大致平行。
横节理：二者大致垂直。
斜节理：二者大致斜交。
如果褶皱轴延伸稳定，不发生倾伏的话，则走向节理相当于纵节理，倾向节理相当于横节理。
一般野外调查应选择节理比较密集(数十条在一起)的地方作为观察点。
而对节理的记录要求，大致有下列各项内容：①节理群所在地的地理位置。
②节理与褶皱或断层的关系：如在褶皱的轴部、翼部、断层的上盘或下盘等等。
③节理所在的岩层时代或层位、岩石的性质、岩层的产状要素。
④节理的产状要素。
⑤节理面及充填物的特征。
⑥节理的力学性质及旋向。
⑦节理组、系归属及相互关系。
【精品】褶皱与断层
【精品】褶皱与断层本文将介绍地质学中两个重要的概念：褶皱和断层。
褶皱是指地质构造中因应力作用导致的地层的波状变形。
地球的地质构造由于不断的内部作用力和外部作用力，导致地层变形，其中最常见的是波状变形，这就是褶皱的基本形态。
褶皱不仅在地壳中普遍存在，而且构成许多山脉和高原。
广义上，褶皱包括所有影响地层形态的变形现象，如地层倾斜、弯曲、折叠等。
褶皱的形成是一种复杂的过程，通常是由多次地震或其他构造运动引起的变形。
褶皱有三个基本参数：起伏、波长和幅度。
起伏指褶皱顶部和谷底之间的垂直距离；波长指褶皱的周期；幅度指褶皱顶部与谷底的高度差。
褶皱的不同形态受地层的性质、应力方向、应力大小以及时间尺度等因素的影响。
与褶皱相比，断层是更为普遍和重要的地质构造形态。
断层是指地质构造中破裂带两侧地层之间相对位移的地形变形。
断层断裂面上的滑动和移位是其关键特征。
断层广泛存在于地球各处，是地球表面形态和构造的重要因素之一。
断层的分类一般按照断裂面倾角和滑动方向进行。
按照前者，断层可以分为水平断层、倾斜断层和共轭断层等；按照后者，断层可以分为正断层、逆断层和走滑断层等。
断层对地质环境的影响非常大，常常与地震、火山喷发、地壳运动等天然灾害有关。
例如，断层活跃的地区容易发生地震，断层的运动也可以改变地下水的流动方向和速度，导致地面的干旱或涝灾等自然灾害。
此外，断层的存在也对人类社会产生了不少的影响。
断层的研究不仅有助于解释自然灾害的成因，还有助于理解矿产资源的形成和分布，以及地壳运动和构造演化的机理。
总之，褶皱和断层是地质学中非常重要的概念，对于了解地球的构造和演化，以及对地球灾害和资源的认识都有着重要的意义。
构造地质学5-4 褶皱的成因分析
核上构造，为开阔的短
轴背斜或穹隆构造。顶部发 育放射状或环状正断层。
核下构造，较简单。
三、剪切褶皱作用
剪切褶皱作用过程中因受到与褶皱 岩层界面相平行或斜交的剪切力偶作用 导致岩层失稳而发生弯曲形成褶皱。
在褶皱过程中，岩层界面处于被动 状态。
最好称为被动褶皱作用.弯滑褶皱作 用为主动褶皱作用.
4． 平行轴面的岩石厚度基本相等， 为典型的相似褶皱。
四、柔流褶皱作用 岩石体在高韧性和低粘度条件下
发生类似粘性流体的流动形成的褶皱 作用行为，称为柔流褶皱作用。
五、膝折作用
具有弯滑和剪切作用两种特征；在岩性均一的 脆性薄层岩层中发育；为尖棱褶皱。
膝折和膝折带
膝折_弯滑褶皱作用+剪切褶皱作用
剪切流变褶皱
褶皱形成时代的确定
褶皱的形成往往是地壳运动的结果，因此查明 褶皱的形成时代是恢复地壳运动历史的重要方法 之一。褶皱形成的时代通常用以下方法判别。
1.角度不整合分析 法：褶皱形成 于不整合面下 最新褶皱岩层 之后，早于上 覆最老未褶皱 岩层之前。
77
2.沉积岩厚度分析法：利用地壳上升 造成褶皱岩层沉积厚度的变化来分 析褶皱的形成时代。褶皱形成的时 代为岩层发生明显变化所占有的时 段。
斜卧 20—80 10—80
Ramsay分类-三类五型
I
II
III
等倾斜线 （ Dip Isogones）
பைடு நூலகம்
73
从属褶皱—与主褶皱有成因联系，并有一定几何关系 的小褶皱。
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， 进而确定岩层层序是正常或倒转，以及背斜和向斜的 相对位置。A、直立岩层；B、层序正常；C、岩层倒 转
07-褶皱的形成机制（5篇）
07-褶皱的形成机制（5篇）第一篇：07-褶皱的形成机制褶皱的形成机制：褶皱的形成机制与其受力方式﹑变形环境及岩层的变形行为密切相关。
不同的形成机制在不同的条件下起作用﹐常见的有﹕（1）纵弯褶皱作用﹐岩层受到顺层挤压作用而形成褶皱。
一般认为岩层在褶皱前处於初始的水平状态﹐所以纵弯褶皱作用是地壳受水平挤压的结果。
岩层间的力学性质差异在褶皱形成中起著主导作用。
如岩系中各层力学性质很不一致﹐则在顺层挤压下﹐强硬层就会失稳而发生正弦曲线状弯曲，形成等厚褶皱﹔相对软的层作为介质﹐在均匀压扁的同时被动地调整和适应由强硬层引起的弯曲形态。
进一步挤压下﹐强硬层的褶皱变得越紧闭﹐可使翼部被压扁而成IC型褶皱。
如岩系中各层力学性质差异较小且平均韧性较大﹐则强和弱的岩层在褶皱的同时共同受到总体的压扁﹐可形成IC型到3型的褶皱。
纵弯褶皱的轴面垂直挤压方向﹐褶轴与中间应变轴一致。
（2）横弯褶皱作用﹐岩层受到与层面近於垂直的力而发生弯曲的作用。
由於沉积岩层初始状态是水平的﹐因此﹐横弯褶皱作用的外力是垂向的。
它可以是由於基底的断块升降引起盖层的弯曲﹐也可以由於盐层或其他高塑性层的重力上浮的底辟作用(见底辟构造)引起上覆地层的弯曲﹐也可由岩浆上涌所引起。
其特点是受褶皱的岩层整体处於拉伸状态﹐常成IA型顶薄褶皱﹐或在顶部形成地堑。
当基底的差异性升降与表层的沉积作用同时进行时﹐则为同沉积褶皱﹐背斜表现为水下隆起﹐向斜表现为水下凹陷﹐从而可引起沉积层的岩相和厚度的变化。
（3）剪切褶皱作用﹐又称滑褶皱作用﹐是岩层沿著一系列与层面交切的密集面发生不均匀的剪切而形成褶皱。
它一般发生於韧性较大的岩系(如含盐层)或较深层次的层状岩系的韧性剪切带中。
这时﹐各岩性层间的韧性差极小而趋於均一化﹐而整套岩系的平均韧性较大。
在变形中﹐岩性差异和层面只作为标志而不再具有力学意义上的不均一性﹐由於受差异性剪切而被动地弯曲。
其轴面平行於剪切面﹐因此沿轴面测量的层的视厚度相等﹐是典型的相似褶皱。
【构造地质学】第9章 褶皱的成因分析
• 石盐粘度1017Pa·s，密度 2.2g/cm3
• 岩石粘度1022－1023Pa·s，密 度2.5－2.7g/cm3
• 同沉积褶皱－岩层边沉积边形 成褶皱。
• 同沉积褶皱特征：
• 两翼产状倾角平缓，总体为开 阔褶皱；
• 岩层厚度背斜顶薄，翼部厚； 向斜核部厚度大；
横弯褶皱作用
第二节
横弯褶皱作用
岩层受到与层理面 垂直的应力作用而 发生的弯曲。
横弯褶皱的基本特征
作用力方向垂直于层面；
岩层总体处于拉伸状态，一般 不存在中和面；
褶皱型式为顶薄褶皱（IA）； 层面间物质流动：顶薄，翼厚；
层间从属褶皱为反向牵引褶皱， 判断方向：背离转折端方向。
• 底劈构造：是一种特殊褶皱， 是地下低粘度易流动物质因浮 力自下而上刺穿上覆岩层，引 起上覆岩层上拱的构造。底劈 构造是一种盐丘构造、储油构 造，具有重要的经济价值。
裂可发展为顶部地堑。
岩石韧性大时，外侧因拉伸而变 薄或形成平行层理的流劈理；内 侧因挤压而加厚，可形成正扇形
弯流褶皱中 次级构造特征
相似褶皱（II型） ＋
顶厚褶皱（III型） ＋
劈理 ＋
• 利用劈理与层理关系判断正 常地层和倒转地层；
• 判断经验法则：在正常翼， 劈理与层理倾斜一致，劈理 倾角比层理的倾角陡，为正 常层序，判断背斜在左侧； 在倒转翼，劈理倾向与层理 一致，劈理倾角比层理倾角 缓，为倒转层序，背斜在右 侧。
• 原始层理（S0）只作为标志面，不起任何控 制作用，由于差异剪切而产生被动弯曲；
• 变形每一点都是平面应变；
• 剪切面平行于褶皱轴面；
• 典型的相似褶皱，顶厚翼薄；
伸展断层相关褶皱PPT课件
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
正断层作用张性环境中主张应力轴近于水平主压应力轴近于垂直张性环境中岩石强度是弱的沿库仑剪面发生破裂变形分割不同倾斜域的轴面由库仑剪面限定库仑剪面的倾角取决于岩石特征对多数岩石介于60和70之间层厚和层长可以不守衡面积守衡轴面不平分翼间角cossinsinsinsintan滚动背斜的术语活动剪切面活动轴面前生长不活动轴面生长轴面生长地层前生长地层10断层滑动速率11沉积沉降比率eptd
11
Expansion ratio(PRINCETON):
区域上盘厚度除以下盘厚度，即： Expansion ratio =上盘厚度/下盘厚度
12
Expansion rate（SED）：
靠近断层测得 的上盘厚度除以下盘厚度， Expansion rate =上盘厚度/下盘厚度
13
上凸、上凹断层形成的不同生 长地层
5
伸展断层相关褶皱切角关系
tan1sin()ssiinn()
sinsin
cos
6
滚动背斜的切角关系谱
7
滚动背斜的术语
活动剪切面(活动轴面) 前生长不活动轴面 生长轴面 生长地层 前生长地层
8
9
沉 积 速 率
断层滑动速率
10
沉积沉降比率(EPTD)：
靠近断层测得的上盘厚度除以断层滑动 量的垂直分量，即： 沉积厚度/沉降量=上盘厚度/断层滑动量 的垂直分量
伸展断层相关褶皱
正断层作用
张性环境中主张应力轴近于水平，主压应力轴 近于垂直 张性环境中岩石强度是弱的，沿库仑剪面发生 破裂变形 分割不同倾斜域的轴面由库仑剪面限定 库仑剪面的倾角取决于岩石特征，对多数岩石 介于60º和70 º之间 层厚和层长可以不守衡，面积守衡 轴面不平分翼间角
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伸展断层相关褶皱类型及成因机制摘要：断层相关褶皱的动力学成因并非只有挤压作用，在伸展应力作用下也可形成伸展断层相关褶皱。
为了全面理解伸展断层相关褶皱的运动学和动力学特征，本文利用Move软件重现伸展断层传播褶皱和伸展断层转折褶皱演化过程，并探讨其成因机制，得到如下认识：①伸展断层传播褶皱的形成受控制于地腹深部断层活动，是浅部构造变形对深部构造变位的响应。
②铲式正断层相关褶皱是伸展作用下地层由于重力弯曲变形，发育形成的反牵引褶皱（滚动背斜）。
③坡坪坡式正断层相关褶皱是台阶状正断层控制作用下发育形成的背-向斜复合褶皱。
关键词：伸展断层相关褶皱；演化过程；成因机制Types and genetic mechanism of extensional fault-related foldsAbstract: The dynamic origin of fault-related folds is not only compression, but also extensional fault-related folds can be formed under extension. In order to understand the kinematic and dynamic characteristics of extensional fault-related folds, this paper uses Move software to reproduce the evolution process of extensional fault-propagation folds and extensional fault-bend folds, and discussestheir genetic mechanisms. The following understandings are obtained:① The extensional fault-propagation folds is controlled by deep-state fault activity, which is the response of shallow structuraldeformation to deep structural displacement. ② The listric normalfault-related folds is a reverse traction fold (rolling anticline) developed due to gravity bending deformation of strata under extension.③ The ramp-flat-ranmp normal fault-related folds is a anticline-syncline compound fold developed under the control of step type normal fault.Key words: extensional fault-related folds, evolution process, genetic mechanism1 引言断层相关褶皱是指在断层发育过程中由于地层弯曲变形而伴生发育的褶皱[1]。
自1983年Suppe John基于面积和厚度守恒原则建立起“断层转折褶皱”的几何定量关系以来[2]，断层传播褶皱和滑脱褶皱等断层相关褶皱理论受到了密切关注，并被广泛应用于挤压环境下复杂褶皱构造解析和含油气盆地研究之中[3-5]。
但是褶皱形成的动力学环境并非只有挤压动力学一种，国内外学者在对美国的盆岭伸展区、莱茵地堑，国内海拉尔盆地、松辽盆地以及渤海湾盆地等地区的研究表明，与断层伴生的褶皱也可以发育在伸展动力学环境之下[6-10]。
为了区别于挤压环境下的断层相关褶皱，常称之为伸展断层相关褶皱。
随着伸展构造研究的不断深入，伸展断层相关褶皱的油气地质意义越发受到关注。
断层对盆地内油气的运聚起到关键控制作用，褶皱可以为油气藏的聚集提供有利圈闭，此外，还可以根据断层上下盘地层厚度、褶皱变形等特征来反推断裂的发育时期、活动期次以及所处动力学环境等，从而实现精确刻画油源断裂、指导油气勘探开发目的[11-13]。
本文在结合前人研究基础上，利用Move软件重现伸展断层相关褶皱形成演化过程，解析其成因机制，旨在为全面理解伸展断层相关褶皱提供理论支撑。
2 伸展断层相关褶皱分类伸展环境下，由于正断层几何形态、活动性的改变以及断层之间的相互作用，往往发育多种与断层发育演化过程有直接关系的褶皱。
根据断层线与褶皱轴线的接触关系，可将伸展断层相关褶皱划分为横向褶皱、纵向褶皱和斜向褶皱[8,14-15]。
根据褶皱成因机制，又可将伸展断层相关褶皱划分为伸展断层传播褶皱、伸展断层转折褶皱、牵引褶皱和横向褶皱等（图1）。
为了更加明确褶皱和断层之间的成因联系，本文主要开展伸展断层传播褶皱和伸展断层转折褶皱的研究。
伸展断层传播褶皱是由于伸展作用下隐伏正断层的活动而导致上覆地层发生被动弯曲变形，也有称之为强制褶皱[12]。
该类褶皱常表现出前翼陡窄、后翼宽缓的不对称形态。
隐伏正断层活动在浅部地层中形成一个三角形变形区域。
区域内，地层弯曲变形，形成褶皱，且越靠近断层端点，变形越强烈，褶皱越紧闭；区域外，地层未受到断层影响，不发生形变（图1a）。
伸展断层转折褶皱是由于伸展作用下正断层断面倾角变化而引起地层发生褶皱弯曲（图1b）。
常见的特殊类型有铲式断面控制作用下的滚动背斜、坡坪坡式断面控制作用下的背-向斜复合褶皱等。
图1 伸展正断层相关褶皱典型类型3 伸展断层相关褶皱发育演化过程构造演化分析就是从时间的角度去分析构造发育演化过程和变化规律，有助于理解其构造运动学特征。
伸展断层传播褶皱发育受控于地腹深部的隐伏正断层。
当隐伏正断层开始活动，被断层所切割的地层顺断层面向下滑移错动，而上覆未被断层错断的地层为了保持变形的协调性，形成一个变形三角区。
随着断距的不断增大，三角形区域内的岩层变形越来越强烈，且越靠近断层端点处，岩层形变越大（图2a）。
铲式正断层相关褶皱是伸展断层转折褶皱的特殊类型之一。
在伸展作用下，断上盘岩层发生弯曲变形，形成反牵引褶皱（滚动背斜）。
变形区域受铲式断层的规模控制，靠近断层处岩层发生变形，而远离断层处岩层未发生弯曲变形。
随着伸展量的增大，构造形态基本保持一致，但滚动背斜的规模随之增大（图2b）。
坡坪坡式正断层相关褶皱是伸展作用下所形成的背-向斜复合褶皱。
受拉张应力作用，岩层顺坡坪坡式断层滑脱拆离，在断坡处岩层弯曲变形，形成向斜；断坪处岩层未发生变形，形成背斜。
随着断距的增大，向斜规模越来越大，而背斜规模越来越小；如断距继续增大，可以预见背斜将消失（图2c）。
图2 伸展断层相关褶皱演化示意图4 成因机制伸展断层传播褶皱的形成实际上是伸展作用下地腹隐伏正断层活动在上覆地层中的响应，深部正断层的构造变位引起上覆地层的构造变形，发育形成伸展断层传播褶皱。
隐伏正断层活动向浅部地层传播过程中，形成一个由两条剪切边界所围限的三角形区域。
区域内，岩层发生弯曲变形，且越靠近断层端点，岩层变形越强烈，而区域外岩层基本不发生变形。
铲式断层相关褶皱的发育主要受控于断面形态（上陡下缓的铲式）和岩层重力。
在伸展作用下，铲式断层两盘岩层被拉开拆离，在断面处形成虚空的可容空间，断上盘岩层为了填补这种潜在空隙，在重力驱动下发生弯曲变形，从而形成铲式断层相关褶皱，也称之为滚动背斜。
然而，这种可容空间并不会真实存在，因为断层活动和岩层变形是同时发生进行的。
坡坪坡式正断层相关褶皱的形成主要受控于断面形态的变化，断层通常包括断坡-断坪-断坡三部分。
在伸展作用下，断上盘岩层顺着坡坪坡式断层发生拆离滑脱。
在断坡处，岩层为了填补伸展作用下所形成的潜在空隙而发生重力弯曲下陷，发育向斜；在断坪处，岩层顺层滑脱形成相对构造高点，发育背斜，在断坡-断坡的组合作用下，发育形成背-向斜复合褶皱。
结论①伸展断层传播褶皱的形成受控制于地腹深部断层活动，是浅部构造变形对深部构造变位的响应。
②铲式正断层相关褶皱是伸展作用下地层由于重力弯曲变形，发育形成的反牵引褶皱（滚动背斜）。
③坡坪坡式正断层相关褶皱是台阶状正断层控制作用下发育形成的背-向斜复合褶皱，在断坡处发育向斜，在断坪处形成背斜。
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