学习任务褶皱的基本概述

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岩层（石）具有塑性状，在蠕变（构造力作用下）状况下，会发生弯曲，而且总体呈现出一种连续状态，这种变形在地质术语中称为褶皱。形成褶皱的变形面多数是层理面（图4-1），变质岩中的劈理、片理或片麻理以及岩浆岩中的原生构造等也可成为褶皱面，即便是节理面、断层面或不整合面，受力后也能变形形成褶皱。

图4-1 褶皱构造形态野外实景

自然界的褶皱千姿百态，规模相差悬殊，大至卫星图像上的区域性或地壳规模的褶皱，小至手标本或显微镜下的微观褶皱。

野外褶皱现象的识别与分析，对于揭示一个地区的地质构造形成规律和发展史具有重要意义，另外，许多矿产资源以及石油、天然气、地下水等都受褶皱构造的影响和控制。因此，研究褶皱构造具有重要的理论和实际意义。

一、褶皱的基本类型

从单一褶皱面的弯曲形态看，褶皱就是岩层的弯曲，分背斜和向斜两种基本类型。在正常情况下，背斜构造表现为中部上拱，中间地层相对较老，两侧岩层向外（相背）倾斜（图4-2）。向斜构造表现为中部下凹，中间地层相对较新，两侧岩层向内（相向）倾斜。背斜和向斜往往是相邻相间存在的，所以相邻的背斜和向斜之间的翼部为两者所共有，并且核部与翼部之间没有确切界线。若在褶皱岩层新老层序不清或褶皱的变形面是其他构造面时，人们则将向上弯曲的构造形态称为背形，向下弯曲的构造形态称为向形。

图4-2 褶皱在平面和剖面的出露特征块段图

值得指出的是，沉积岩层在大多数情况下背形常常就是背斜，向形就是向斜，但在倒转岩层中发育的褶皱常表现为向形背斜（扇形背斜）和背形向斜（扇形向斜）。这种褶皱在变质岩区或叠加褶皱区普遍发育，我们要格外加以甄别。

二、褶皱要素

为了正确描述和分析褶皱，人们将褶皱的各个组成部分称为褶皱要素。褶皱要素主要有核、翼、转折端、枢纽、轴面、轴迹、脊与脊线、槽与槽线、褶轴（图4-3）。

图4-3 褶皱要素

（一）核

核系指平面、剖面上褶皱构造——背斜或向斜中心部位的地层。这是一相对的概念，随着地表剥蚀程度的不同，核部地层的时代会有变化。一般说，中心部位地层最老（背斜）、地层最新（向斜）称为核部，若它们相对较老或相对较新时，则可称为轴部。

（二）翼

翼系指同一褶皱构造核部两侧的地层。背斜两翼的地层时代较核部的新。

（三）转折端

转折端系指背斜或向斜两翼地层汇合转折的部位，也是岩层弯曲最大的部位。转折端形态在平面上和剖面上有相似性，转折端的形态有多样（图4-4）。值得说明的是，若倾伏背斜在平面上的转折端称为倾伏端（外倾转折端），向斜在平面上的转折端称为扬起端（内倾转折端）。

图4-4 转折端形态示意图

（四）枢纽

枢纽系指同一褶皱面上最大弯曲点的连线。枢纽可为直线、曲线；也可为水平线、倾斜线。枢纽的延伸方向，反映褶皱的延伸方向和褶皱的空间形态（图4-5）。枢纽的方位角通常称为褶皱的轴向。枢纽产状通常用倾伏向和倾伏角定义，倾伏向即枢纽的倾伏方向，指在包含枢纽线的直立面上测量的与枢纽倾伏方向一致的直立面的走向，倾伏角为枢纽与包含枢纽的直立面走向线之间的夹角。

图4-5 不同形态产状的褶皱枢纽示意图

（五）轴面

同一褶皱内各相邻褶皱枢纽连成的面，称为轴面。或者说，轴面是大致平分褶皱两翼的对称面。它是一标志面，可为平直面、曲面。在野外工作时，要对轴面量测其产状要素。

（六）轴迹

轴迹系指轴面和地面的交线，或者说，轴面与任意平面的交线。

（七）脊与脊线，槽与槽线

（1）脊与脊线：脊是指背斜的横剖面上同一个岩层面的最高点。把同一背斜同一岩层面在不同横剖面上的脊点连成一线，即为脊线。脊线可为水平或倾伏的直线，也可是曲线或折线。它的延伸方向和形态，反映这一个背斜的延伸方向和空间形态。

（2）槽与槽线：槽是指向斜的横剖面上同一个岩层面的最低点。把同一向斜同一岩层面在不同横剖面上的槽点连成一线，即为槽线。槽线也可是水平或扬起的直线，也可是曲线和折线。它的延伸方向和形态同样反映这一向斜的延伸（扬起）方向和空间的形态。

在野外确定褶皱脊与槽的位置，对寻找油气矿藏及地下水资源，具有重要的现实意义。

（八）褶轴

褶轴又称褶皱轴线或轴，对圆柱状褶皱而言（图4-6A、B），是指一条平行其自身移动能描绘出褶皱面（S）弯曲形态的直线，称为褶轴。若不具备这一特性的褶皱称为非圆柱状褶皱（图4-6C、D、E）。

图4-6 圆柱状褶皱和非圆柱状褶皱

A、B—圆柱状褶皱；C、D、E、F—非圆柱状褶皱，其中D和F为圆锥状褶皱

三、褶皱的翼间角、波长和波幅

（一）翼间角

翼间角系指褶皱两翼间的内夹角，即在褶皱的横剖面上，构成两翼的同一褶皱面拐点的切线间的夹角。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。

（二）波长和波幅

波长和波幅是测量褶皱规模大小的要素。其测量方法如图4-7所示。在褶皱的正交剖面中，对称褶皱的波长（W）为一个周期性波长的长度，即两个相同位的拐点之间的距离，波幅（A）为包络线（面）和中间线（面）之间的距离（图4-7A）；而不对称褶皱的波长和波幅，有两种测量方法，一是同前述测量方法（图4-7B）中的波长（Wm）和波幅（Am）；另一测量方法是在垂直轴面方向测量两个相同拐点间的距离波长（Wa）和顺轴面方向是测量包络线（面）与中间线（面）间的距离波幅（Aa）。

图4-7 褶皱的波长和波幅

（据J.G.Ramsay，1967）

S′0—包络线（面）；mm—中间线（面）；θ—轴面与中间线（面）的余角；i—拐点

褶皱、断层的野外识别方法是什么？

(一)侏罗山式褶皱

该类型褶皱的主体是晚古生代、中新生代地层，由于存在后期构造对先期构造的改造、利用等，在早古生代及之前的地层中也有发育。构造线方向主要为近南北，部分呈北北东、北东走向，全区均有产出，在黔东地区发育较为典型。

该类型褶皱规模较大，控制了区内晚古生代、中新生代地层产出和构造格架，由狭窄紧闭向斜与开阔平缓背斜所组成，形成隔槽式侏罗山褶皱组合样式(图84)。在开阔平缓背斜位置，褶皱呈箱状，长上百千米，宽30～50km;核部地层多由泥盆系、石炭系组成，地层倾角极小，部分地层近于水平;在其核部多出现一系列次级褶皱，频繁出现北东、北西向平行走滑断层及东西向横张断裂，其侧翼膝曲地带常有纵张断裂发育。而在狭窄紧闭向斜部位，褶皱呈槽状，宽约10km左右;核部地层由二叠系、三叠系及少量侏罗系组成，两翼地层倾角较陡，一般为60°～70°;主体褶皱及次级褶皱轴面多向东倾，反映出该期褶皱的运动方向是由东向西，平面上呈线性延伸，长宽比值较大，核部常发育有伴生的轴面劈理带和逆冲断层。在黔东地区锦屏新化附近，由石炭系、二叠系组成的该类型褶皱以角度不整合接触关系上覆于由新元古代、早古生代地层构成的褶皱之上，先期褶皱方向为北东向，而后期褶皱为近南北向，二者在走向线方位上有一明显交角，同时在褶皱形态上也存在明显差异。在从江贯洞一带，由石炭系—三叠系组成的向斜叠覆于由新元古代地层组成的背斜之上，反映出该地区发育有形成于不同时期的两套褶皱系统，早期为加里东期，晚期为燕山期。同样，在贵州榕江平永附近，可见该类型侏罗山式褶皱叠加在加里东期阿尔卑斯式褶皱之上。

该类型褶皱自东向西其变形强度逐渐减弱，卷入地层逐渐变新，褶皱型式反映出自隔槽式—类隔槽式—疏密波状—箱状褶皱(王砚耕，1996)的变化，而且向由开阔平缓褶皱构成的回尔曼型穹窿－构造盆地褶皱区过渡。

(二)逆冲推覆断层系

由于受雪峰－武陵前陆逆冲褶皱带和东侧绍兴－萍乡－北海结合带陆内造山的影响(图85)，该地区发育大量逆冲推覆断层系。

江南造山带西南段地质构造特征及其演化

图85雪峰山及其邻区区域构造剖面(据丘元禧，1999)

该期该类型逆冲推覆断层系呈北北东走向，断面多倾向东，倾角较缓，一般为20°～40°;在走向上常分支复合，形成规模不等的豆荚状断块，构成复杂的断裂带。剖面形态为叠瓦状，前缘多形成“飞来峰”(图86)。断层带内多发育挤压透镜体和断层劈理，破碎角砾岩带规模不等，大者可达数十米甚至上百米，小者仅数米。碎裂岩多为半棱角—棱角状角砾岩，大的断层常可见到糜棱岩化的碎粒岩，破碎带及近旁多见方解石脉。上盘多发育牵引褶皱，下盘岩层倾角常常变陡，甚至倒转，使近邻褶曲不对称。近邻不对称褶曲轴面倾向与断层相同，反映出上盘上升、下盘下降的逆冲性质，它们的组合特征为向东倾斜的叠瓦状逆冲推覆构造样式。该类型断层与隔槽式侏罗山式褶皱关系密切，多发育于隔槽式褶皱的核部，运动方向为由东向西。该期逆冲推覆断层系以其断面倾向东、运动方向由东向西而与加里东期逆冲推覆断层相区别。据1∶5万雷山幅区域地质调查资料反映，在雷公山地区发育一系列走向近南北，多期构造活动明显的断层;通过构造解析方法研究，可以划分出早期断面东倾的叠瓦状逆冲推覆构造(图87)。

图86余庆银坝逆冲断层“飞来峰”构造剖面图

区内较典型的该类型断层有施洞口逆冲推覆构造。

施洞口逆冲推覆构造分布于玉屏、施洞口、凯里舟溪一带，北东走向，延伸长度约200km，航卫片上具清晰的线性构造特征。断面倾向东南，倾角45°～65°，由一系列次级逆冲断层组成向北西弧形凸出的逆冲断层系，在平面上出现分枝、联合现象，剖面上构成一系列断面东南倾的叠瓦状逆冲推覆断层系(图88)。各次级断面发育几米至几十米宽的断层破碎带，带内常见挤压角砾岩、挤压透镜体，硅化现象明显。上盘地层为新元古界及寒武系，在金钟山附近上盘发育白垩系红层。下盘地层为新元古界、寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系及石炭系等。该断层大部分地段为新元古代地层直接推覆到下、中寒武统之上，在断层弧形转折部位前缘的地形低凹处暴露出大片由中寒武统灰岩组成的构造窗，其间的断面产状近水平，构造窗前沿的新元古界构成飞来峰(图89)。带内发育一系列牵引褶皱，褶皱形态紧闭，出现斜歪褶皱、平卧褶皱或倒转褶皱，其轴面倾向东南，反映出其运动方向是由东南向西北。

江南造山带西南段地质构造特征及其演化

图88贵州玉屏马力坡施洞口断层素描图(据1∶20万镇远幅资料)

根据董公附近由寒武系乌训组灰岩形成的断夹块与前锋带及其飞来峰相应地层之间的平距估算，其位移量应大于5km。据唐勇(1988)从施洞口到雷山固鲁长20km的QV－IV－EE反射地震剖面研究资料，解译为从施洞口断层往东南15km范围内，地表的新元古代下江群沿一条非常平缓的断层面推掩在上古生界之上，至4.0s深度才出现原地下江群，这进一步说明了该断层为一推覆距离较远、规模较大的逆冲推覆构造。从该断层在金钟山附近切割白垩系红层来看，可以确定该断层的逆冲推覆活动性质时代为燕山期。

图89青杠—枫香图切剖面图(据1∶5万南皋幅)

(三)平行走滑断层系

该类型构造由一系列北东走向、南西走向的平行走滑断层组成，断面倾角较陡，近于直立，平面上断层延伸平直，在地貌上呈北东、北西向线性负地形，很多地方能见断层三角面或硅化岩墙，在航、卫片上线性特征明显。在黔东南地区该类型构造较为发育，较典型的有高洋断层、孟彦断层、茅贡断层等，延伸长度几十千米。发育几米宽的断层破碎带，带内硅化显著，部分出现断层劈理，它们切割地质体和先期构造形迹，且使之沿水平方向出现明显位错。

走向上有分支、复合或近旁有相互平行而规模较小的同类断层组成复杂的断裂带，其间的断块为地堑，旁侧时有羽状分支的次级断层。断面上常见有碎裂角砾岩，时见糜棱状碎粒岩、破碎带和近旁岩层中常见方解石细脉。多见水平发育的擦痕，同时也有阶步发育，它们反映的运动方向以右旋扭动为主，部分为左旋。根据各种构造形迹的相互切割关系表明，该类型构造形成较晚，切割和破坏了各种类型的褶皱、逆冲推覆断层系及韧性、过渡性剪切带。

(四)地垒－地堑式断层

该类型构造由一系列北东走向的正断层组成，正断层张性特征明显，带内多发育张性角砾岩，局部有牵引褶皱、擦痕、阶步等发育，反映出上盘下降、下盘上升的运动性质。断面倾角较陡，一般为60°～80°，东、西倾向均有，其组合样式为地垒－地堑式(图90)。该类型构造形成时代最晚，是板内隆升背景的反映，在雷山县城东侧的新生代红盆地层中该类型构造极为发育，它们破坏、改造了先期形成的各种构造形迹。

图90贵州从江加列一带地堑构造剖面图

(据1∶20万榕江幅)

从两者的不同点进行识别，具体如下：

一、两者的形成不同：

1、褶皱的形成：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。

2、断层的形成：断层是岩层或岩体顺破裂面发生明显位移的构造，断层在地壳中广泛发育，是地壳的最重要构造之一。在地貌上，大的断层常常形成裂谷和陡崖，如著名的东非大裂谷、中国华山北坡大断崖。

二、两者的概述不同：

1、褶皱的概述：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。

2、断层的概述：断层地壳受力发生断裂，沿破裂面两侧岩块发生显著相对位移的构造。断层的规模大小不等，大者沿走向延长可达上千千米，向下可切穿地壳，通常由许多断层组成的，称为断裂带；小者长以厘米计，可见于岩石标本中。

三、两者的特点不同：

1、褶皱的特点：褶皱虽然改变了岩石的原始产状，但岩石并未丧失其连续性和完整性。

2、断层的特点：大小不一、规模不等，小的不足一米，大到数百、上至千米。但都破坏了岩层的连续性和完整性。在断层带上往往岩石破碎，易被风化侵蚀。沿断层线常常发育为沟谷，有时出现泉或湖泊。

百度百科-褶皱

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