褶皱的几何分析

平行褶皱枢纽方向褶皱的形态
枢纽的产状
当枢纽倾伏角近于 水平（0-5º ），称 水平褶皱； 如果枢纽是倾斜的 （5-85º ），称倾伏 褶皱； 如果枢纽直立（8590º ），称倾竖褶皱。
褶轴


圆柱状褶皱：转折端浑圆的褶皱面，可以看作一条直线通过 自身平行移动而构成的一个曲面，这种褶皱被称为圆柱状褶 皱。该线称为褶轴。 非圆柱状褶皱：凡不具以上特征的均称为非圆柱状褶皱。
3.枢纽: 在褶皱的横剖面上, 同一褶皱岩层的各最大弯 曲点的连线叫枢纽。枢纽是一条线, 它可以是直线，也 可是曲线, 它可以是水平的, 也可是倾斜的。 4.轴面: 一个褶皱内各相邻褶皱面上的枢纽连成的面, 它是大致平分褶皱两翼的对称面。轴面是一个假想的面, 它可以是平面, 也可是曲面; 轴面属于面状构造要素, 可用走向、倾向、倾角来确定。

褶皱面作平行弯曲，同一褶皱
层的厚度在褶皱各部分一致， 又称等厚褶皱。 弯曲的各层具有一个曲率中心， 又称同心褶皱。向外弧方向曲 率变小, 褶皱逐渐变平缓,褶皱 趋于消失；向内弧方向曲率逐 渐变大, 褶皱岩层变得紧闭或

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成尖棱褶皱。
相似褶皱



褶皱中各岩层弯曲的 形态相似, 各岩层的 曲率基本不变。 褶皱没有共同的曲率 中心。 同一岩层的真厚度在 翼部变薄, 在转折端 变厚（顶厚褶皱）； 在平行褶皱轴面量度 的岩层厚度在褶皱各 部位大致相等。
翼间角
平缓褶皱
开阔褶皱
中常褶皱 紧闭褶皱
等斜褶皱
轴面产状
褶皱的对称性
对称褶皱：轴面与 褶皱包络面垂直， 两翼长度基本相等。 不对称褶皱 ：轴面 与褶皱包络面斜交， 两翼长度不相等。
对于背斜，左翼从属褶皱是右行倒向或顺时针倒向，从 属褶皱为Z型；右翼从属褶皱为左行倒向或逆时针倒向， 从属褶皱为S型；褶皱转折端处的从属褶皱是对称的M或 W型。
ⅲ用直线将上，下层面等倾 角的切点连接，即为等斜线。
I类：等斜线向内弧收敛，内弧曲率总是大于外弧曲率，外弧 倾斜度总小于内弧倾斜度。根据等斜线收敛程度，又可分为： IA型：等斜线向内弧强烈收敛，各线长短差别极大，内弧曲率 远大于外弧曲率，是典型的顶薄褶皱。 IB型：等斜线向内弧收敛，并与褶皱面垂直，各线长短大致相 等，褶皱层真厚度不变，内弧曲率大于外弧曲率，是典型的平 行褶皱。 IC型：等斜线向内 弧轻微收敛，转折 端等斜线比两翼附 近略长，反映两翼 厚度有变薄的趋势， 内弧曲率略大于外 弧曲率，是平行褶 皱向相似褶皱过渡 的类型。 I C型 I B型
盐丘构造
兰姆塞的褶皱形态分类
兰姆赛（Ramsay）的褶皱形态分类
根据褶皱层的等斜线型式和厚度变化参数所反映的相邻 褶皱曲率关系，可分为三类五型。
等斜线是褶皱正交剖面上， 层的上、下界面的相同倾斜 点的连线。其做法是: ⅰ在正交剖面上，画出各褶 皱层的形态，并准确画出轴 迹或实地水平线;
ⅱ以标出的水平线或轴迹的 垂直线为基线，按一定角度 间隔画出两相邻褶皱面的切 线;
2.
褶皱的基本类型
背形
向形
背斜和向斜在平面上和剖面上的图示
褶皱要素
为了正确地描述和研究褶皱, 首先要了解褶皱的各个基本组成 部分(也就是褶皱的要素)以及各组成要素的相互关系,褶皱的主要 要素有: 1.核部：指褶皱中心部位的岩层，简称核。 2.翼部: 指褶皱核部两侧的地层, 简称翼。
翼 核部 翼
日尔曼式褶皱
又称断续褶皱，一般 发育于构造变形十分 轻微的地台盖层中， 以卵圆形穹隆，拉长 的短轴背斜为主，褶 皱翼部倾角很小，近 于水平。
第五节 叠加褶皱
叠加褶皱又称重褶皱，指已经褶皱的岩层再 次弯曲而形成的褶皱，它的形成可以是两个 或两个以上构造旋回中的褶皱变形叠加形成， 也可以是同一构造旋回不同构造幕的褶皱变 形的叠加结果，反映了多期变形。
轴面
轴面
枢纽
翼
核
翼 岩层面
5.轴迹: 褶皱轴面与地面或其它任何面的交线。 6.转折端: 褶皱一翼向另一翼过渡的弯曲部分。
轴面 轴迹 翼 核部
翼
7.脊、脊线: 背斜或背 形的同一褶皱面的各横 剖面上的最高点称为脊; 它们的连线称为脊线。 8.槽、槽线:向斜或向形 的同一褶皱面的各横剖 面上的最低点称为槽; 它们的连线称为槽线。 9. 翼间角：正交剖面上 两翼间的夹角。 10.拐点：相邻的背形和 向形共用翼的褶皱面相 反凸向的转折点。如果 翼平直，则取其中点作 为拐点。
褶轴的平面轮廓
等轴褶皱：褶皱的长宽比小于3:1； 短轴褶皱：褶皱的长宽比近于3:1-10:1； 线状褶皱：褶皱的长宽比大于10:1。
穹隆和构造盆地
褶皱的大小
褶皱的大小（对称）
褶皱的波长和波幅是量度褶皱大小的要素, 其定义如下: 褶皱包络面: 与连续褶皱了的某一褶皱面相切的面(S0)。 拐点: 连续周期性波状曲线上,上凸和下凹部分的分界点(i)。 褶皱中间线: 在正交剖面上连接各褶皱面的拐点的线(m) 。 对于对称褶皱 来说: 波长: 两个同 相位拐点的距 离(W) 。 波幅: 中间线 与枢纽点之间 的距离(A)。
第二节 褶皱形态描述
不 同 方 向 剖 面 的 褶 皱 形 态
直立剖面 正交剖面（垂直枢 纽方向）
水平剖面
正交剖面上褶皱的形态
褶皱转折端形态
圆弧褶皱
尖棱褶皱
尖棱褶皱：转折端为尖顶状，常由平直的两翼相 圆弧褶皱：转折端呈圆弧形弯曲的褶皱。 交而成。
箱状褶皱
挠曲
挠曲：平缓岩层中，一段岩层突然变陡而表现出 箱状褶皱：转折端宽阔平直，两翼产状 褶皱面的膝状弯曲。 较陡，形如箱状。
叠加褶皱的三种基本型式

A.两期都是直立水平褶皱，枢纽呈大角度相交或直交的横跨 叠加模式，其形态是一系列穹盆相间的构造。

B.早期是紧闭或等斜的斜歪或平卧褶皱，与晚期直立水平褶
皱以大角度相交或直交的横跨叠加模式，所得形态是复杂的 蘑菇形，新月形。

C.早期是等斜至平卧褶皱与晚期直立水平褶皱，两期褶皱枢 纽近于平行的共轴叠加模式，其形态呈双重转折或钩状闭合
阿尔卑斯式褶皱
又称全形褶皱，其基本特点是①一系列线状褶皱呈带状分布， 所有褶皱的走向基本上与构造带的延伸方向一致；②整个带 内的背斜和向斜连续分布，基本同等发育；③不同级别的褶 皱往往组合成巨大的复背斜和复向斜，构成扇形或倒扇形 。
侏罗山式褶皱


又称过渡型褶皱，代表性构造是隔档式和隔槽式褶皱。 隔档式褶皱：由一系列平行褶皱组成，特点是背斜紧闭，发育完 整，背斜之间的向斜平缓开阔。 隔槽式褶皱：向斜紧闭发育完整，向斜之间的背斜平缓开阔，呈 箱状。
伊朗Dubinovka地区（来源于Google Earth） http://serc.carleton.edu/NAGTWorkshops/structure/google_earth_mapping_locations.html
天然大型褶皱景观
第一节 褶皱和褶皱要素
褶皱的基本类型
1.
按照基本形态分为背形和向形。背形指褶皱 面上凸式弯曲；向形指褶皱面下凹式弯曲。 按照形态和地层新老关系分为背斜和向斜。 背斜是核部由老地层、翼部由新地层组成的 褶皱；向斜是核部由新地层、翼部由老地层 组成的褶皱。
IA型
II类：等斜线互相平行且等长，褶皱层的内弧和外 弧的曲率相等，是典型的相似褶皱。
III类：等斜线向外弧收敛向内弧撒开，呈倒扇状， 外弧曲率大于内弧曲率，是典型的顶厚褶皱。
II类
III类
第四节 褶皱的组合型式
在同一构造运动时期和同一构造应力作用下，在成 因上有联系的一系列背斜和向斜组成的具有一定几 何规律的褶皱的总体样式, 称为褶皱的组合型式。
10—70
70—90 0—10 10—70
20—70（侧伏角70-90）
0—20
褶轴的位态分类
直立水平褶皱
直立倾伏褶皱
斜歪水平褶皱
平卧褶皱
倾竖褶皱
褶皱的形态分类
1.根据组成褶皱的各褶皱层的 厚度变化和几何关系的分类 平行褶皱
相似褶皱
顶薄褶皱 底辟构造
平行褶皱
不对称波形的褶皱波长和波幅的量度与对称褶 皱的量度方法一致。
第三节 褶皱的分类
褶皱位态分类简表
类 型 轴面倾角
80—90
枢纽倾伏角
0—10
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
80—90
80—90 20—80 20—80 20—80 0—20
顶薄褶皱

褶皱核部同一褶皱层的真厚度小于翼部岩层 厚度的褶皱；

组成褶皱的各褶皱面弯曲的曲率自上而下逐
渐增大。
根据各褶皱面弯曲的形态是
否协调一致，是否有突变现 象，可分为：

协调褶皱：各褶皱面弯曲形
态协调一致，其间没有明显 的突变现象的褶皱。如平行 褶皱和相似褶皱。

不协调褶皱：各褶皱面弯曲 的形态彼此明显不同，无几 何规律，各层的褶皱型式常 出现突变的褶皱。
第八章
褶皱的几何分析
概述
褶皱是在应力作用下岩石中原来近于平直的各种面， 如层面、各种面理面等的弯曲而显示出来的变形现 象。它反映了岩石的塑性变形和连续变形，是地壳 构造中最常见的地质现象。
褶皱的规模差别极大，小到岩石手标本或显微镜下 才能观察到的微型褶皱, 大到只有在卫星照片上才 能完整地观察到的区域性大型褶皱。