第八章 褶皱的几何分析

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
自然界中的褶皱多数可归入三类五型中，但也存在复杂的褶皱， 不属于上述基本类型。如图： 不同的岩性层组成的褶皱，各层往往有不同的形态，使得在 正交剖面上的褶皱出现等斜线的折射现象。
褶皱层的厚度变化用褶皱翼部岩层的厚度（t）与枢纽部位的 岩层厚度（t0）之比（t’）表示： t’=t /t0 t 表示褶皱轴面直立时倾角为的翼部岩层的厚度，是褶皱层上 下界面等斜处切线间的垂直距离。 以某一褶皱 层不同倾角 （ ）处的 厚度比（t’） 作图，将各 点用圆滑的 曲线相连， 该曲线反映 了褶皱层的 厚度变化特 征。
第五章
褶皱的几何分析
褶皱是在应力作用下岩石中的各种面，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。 第一节 褶皱和褶皱要素 一、 褶皱的基本类型 1、形态上:背形 、向形 2、形态和层序关系上：背斜、向斜
二、褶皱要素 核 翼 转折端 拐点 翼间角
波幅：指中间线与枢纽点之间的 距离。
第三节
一、位态分类：
褶皱 的分类
根据褶皱枢纽和轴面的产状这两项标志，进行褶皱的空间位态 分类。
1．直立水平褶皱：枢纽00－100，轴面800－900 2．直立倾伏褶皱：枢纽100－700，轴面800－900 3．倾竖褶皱： 枢纽700－900，轴面800－900
第二节 褶皱的描述
一、正交剖面上(与褶皱枢纽垂直的剖面)褶皱形态
1．转折端形态：
圆弧褶皱
尖棱褶皱
箱状褶皱
挠曲
2．翼间角的大小：
平缓褶皱
开阔褶皱 中常褶皱
等斜褶皱
紧闭褶皱
3．轴面产状：
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）翻卷褶皱：轴面弯曲的平卧褶皱
4．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 ：次级从属褶皱（S、M、Z型），轴面与褶皱包络 面斜交，两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; ⅲ用直线将上，下层面等倾角 的切点连接，即为等斜线。
第四节
1、阿尔卑斯式褶皱
褶皱的组合型式
又称全形褶皱，其特点：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 。
中央部位的次级褶皱的组成地层老于两侧次级褶皱的地层，是复背 斜，次级褶皱轴面如向核部收敛，则是扇形复背斜，如向顶部收敛， 则为倒扇形复背斜。中央部位的次级褶皱的地层新于两侧次级褶皱 的地层，是复向斜。
2、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及雁列式褶皱。
隔档式褶皱：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。 需指出的是，箱状褶皱与隔档式和隔槽式褶皱在组合上也可能 是同一构造，只是地表被剥蚀的程度不同而出露的部位不同。
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 轴。 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
4．斜歪水平褶皱：枢纽00－100，轴面200－800
5．斜歪倾伏褶皱：枢纽100－700，轴面200－800 6．平卧褶皱： 7．斜卧褶皱： 枢纽00－200，轴面00－200 枢纽200－700，轴面200－800
二、形态分类
1、根据组成褶皱的各褶皱层的厚度变化，可分为：
平行褶皱：特点有ⅰ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。ⅱ弯曲的各层具有一个 曲率中心，又称同心褶皱。ⅲ 由中心向外，褶皱面的曲率半 径增大，曲率减小，岩层越平 缓，褶皱趋于消失；相反，则 曲率变大，曲率半径减小，岩 层越紧闭，甚至成为尖棱状褶 皱，会出现复杂小褶皱和逆冲 断层，再往下则消失于滑脱面 上。ⅳ等斜线向内弧收敛，并 与褶皱面垂直且长度大致相等， 内弧曲率大于外弧曲率。
相似褶皱：特点 ⅰ组成褶皱的各褶 皱面作相似弯曲， 同一褶皱层厚度发 生规律性变化，两 翼变薄转折端加厚， 平行轴面量出的厚 度在褶皱各部位一 致。ⅱ弯曲的各层 没有共同的曲率中 心。ⅲ各褶皱层的 曲率相同，褶皱形 态不随深度的变化 而改变。ⅳ等斜线 互相平行且等长， 内弧与外弧的曲率 相等。
2、根据各褶皱面弯曲的形态是否协调一致，是否有突变现象，
枢纽
脊线和槽线 轴面 轴迹
1、核：褶皱的中心部分。 2、翼：褶皱中心两侧平弧状的部分。 3、拐点：褶皱共用翼的褶皱面相反凸向的转折点。 4、翼间角：正交剖面上两翼间的内夹角。 5、转折端：褶皱面从一翼过渡到另一翼的弯曲部分。 6、枢纽：单一褶皱面上最大弯曲点的连线。 7、脊线和槽线：同一褶皱面上，沿着背形最高点的连 线为脊线； 同一褶皱面上，沿着向形最底点的连线， 为槽线。 8、轴面：各相邻褶皱面的枢纽连成的面称为轴面。轴 面是一个设想的定位面，可以是平面也可以是曲面。 9、轴迹：轴面与地面或其它任何的面的交线称为轴迹。
二、平行褶皱枢纽方向褶皱形态
1．枢纽产状： 枢纽可以是一条直线，也可以是一条曲线。 其产状包括：指向和倾伏角 指向：代表褶皱在空间的延伸方向。 倾伏角 ：代表褶皱枢纽的倾斜角度。
水平褶皱：枢纽水平。 倾伏褶皱（倾伏端，扬起端）：枢纽倾斜。 直立褶皱：枢纽直立。（又称倾竖褶皱）。
2．褶皱的轴：纯几何学概念 圆柱状褶皱和 非圆柱状褶皱
三、褶皱的平面形态： 等轴褶皱：褶皱的长宽比，近于1：1； 短轴褶皱：褶皱的长宽比，近于3：1； 线状褶皱：褶皱的长宽比，大于10：1；
四、褶皱的大小：
可用褶皱的 波长（W）和 波幅（A）来表示。
拐点：褶皱面相反凸向的转折点。
中间线：在正交剖面上连接各褶 皱面的拐点的线。
波长：指一个周期波的长度，即 等于两个相间拐点之距离。
3、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 背斜和长垣为主， 褶皱翼部倾角很小， 近于水平。
第五节
叠加褶皱
1、概念：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。 2、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
1）、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。 其特征为：有褶皱轴、褶轴与枢纽线平行、褶轴的 产状可由褶皱枢纽来代表。 2）、 非圆柱状褶皱：凡不具以上特征的均称为非 圆柱状褶皱。 其特征为：无褶皱轴、可均匀的分段近似看作圆柱 状褶皱、褶轴的产状常用指向和倾伏角或用在轴面 上的侧伏角确定。
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。
3、底辟构造 是典型的不协调褶皱， 有三部分构成： 底辟核：褶皱复杂，形 态多样。 核上构造：变形简单， 多为开阔的短轴背斜 或穹隆构造，并为断 层切割。 核下构造：构造简单， 平缓。如核为盐丘类 组成，则为盐丘构造， 具有重要经济价值。 内核是盐类矿床，核 部周围与上覆岩层间 常富集油气等矿产。