構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-chap8-褶皺的幾何分析課件

StructuralGeology

構(gòu)造地質(zhì)學(xué)核資源工程學(xué)院主講教師謝焱石StructuralGeology

構(gòu)造地質(zhì)學(xué)核資1第八章

褶皺的幾何分析第八章

褶皺的幾何分析2褶皺－

指地質(zhì)體中呈彎曲形態(tài)的構(gòu)造形跡（現(xiàn)象）。基本概念褶皺－基本概念3褶皺褶皺4

基本形態(tài):背形、向形基本形態(tài):背形、向形5背形－指褶皺面上凸式彎曲向形－指褶皺面下凹式彎曲褶皺基本形態(tài)背形－指褶皺面上凸式彎曲向形－指褶皺面下凹式彎曲褶皺基本形態(tài)6基本類型根據(jù)褶皺面（層）的彎曲形態(tài)和地層變新之關(guān)系可分：背斜－核部老地層、翼部新地層向斜－核部新地層、翼部老地層ＳＤ３基本類型根據(jù)褶皺面（層）的彎曲形態(tài)和地層變新之關(guān)系可分：ＳＤ7褶皺面向指在褶皺軸面上垂直于褶皺樞紐方向觀察得到的巖層由老變新的方向。樞紐方向褶皺面向褶皺面向樞紐方向褶皺面向8疊加褶皺的變化（向型背斜，背形向斜等）疊加褶皺的變化（向型背斜，背形向斜等）9背斜背斜10向斜向斜11組成部分：核翼基本要素組成部分：基本要素12基本要素特征點

高點（脊線）

拐點軸陷（槽線）特征線脊線槽線樞紐－指同一褶皺面上最大彎曲點的連線軸跡（褶軸）基本要素特征點13軸面與地面的交線軸跡軸面與地面的交線軸跡14特征面褶皺面軸面－各相鄰褶皺面的樞紐連成的面脊面槽面基本要素特征面基本要素15特征值（褶皺大?。┎ㄩL波幅翼間角特征值（褶皺大?。┎ㄩL16褶皺大小中間線——連接各褶皺面上拐點的線波長(W)——一個周期波的長度，兩個相間拐點之間的距離。波幅(A)——中間線與樞紐之間的距離對稱褶皺不對稱褶皺褶皺大小中間線——連接各褶皺面上拐點的線對稱褶皺不對稱褶皺17組合褶皺（復(fù)背斜復(fù)向斜）組合褶皺（復(fù)背斜復(fù)向斜）18褶皺的翼間角褶皺的翼間角19褶皺的形態(tài)描述術(shù)語正交剖面上褶皺的形態(tài)平行樞紐方向褶皺的形態(tài)褶皺的平面形態(tài)褶皺的大小褶皺的形態(tài)描述術(shù)語正交剖面上褶皺的形態(tài)20直立剖面正交剖面（垂直樞紐方向）水平剖面觀測褶皺的幾種剖面直立剖面正交剖面（垂直樞紐方向）水平剖面觀測褶皺的幾種剖面21圓弧褶皺尖棱褶皺箱狀褶皺撓曲褶皺轉(zhuǎn)折端形態(tài)圓弧褶皺尖棱褶皺箱狀褶皺撓曲褶皺轉(zhuǎn)折端形態(tài)22圓弧褶皺圓弧褶皺23尖棱褶皺尖棱褶皺24箱狀褶皺箱狀褶皺25大型箱狀褶皺（新疆庫車克孜納努爾）翼部翼部核部大型箱狀褶皺（新疆庫車克孜納努爾）翼部翼部核部26撓曲撓曲27翼間角的大小

平緩褶皺>120開闊褶皺120-70中常褶皺70-30緊閉褶皺30-5等斜褶皺5-0翼間角的大小平緩褶皺28軸面產(chǎn)狀軸面產(chǎn)狀29褶皺的對稱性對稱褶皺－褶皺的軸面與褶皺包絡(luò)面垂直，兩翼長度基本相等；非對稱褶皺－褶皺的軸面與褶皺包絡(luò)面斜交，兩翼長度不相等。褶皺的對稱性對稱褶皺－褶皺的軸面與褶皺包絡(luò)面垂直，兩翼長度基30不對稱次級從屬褶皺不對稱次級從屬褶皺31平行樞紐方向褶皺的形態(tài)圓柱狀褶皺——轉(zhuǎn)折端的褶皺面，可看作一條直線通過平行自身移動而構(gòu)成的一個曲面。該直線稱為褶軸。

圓柱狀褶皺的褶皺面可以是單一的圓柱面的一部分，但更多的情況是由許多不同直徑共軸排列的圓柱面所構(gòu)成的切面。非圓柱狀褶皺——不具有以上特征的褶皺統(tǒng)稱為非圓柱狀褶皺，不存在褶軸。非圓柱狀褶皺中的一種特殊形態(tài)稱圓錐狀褶皺，其形態(tài)可以看成是將一軸線一端固定進行旋轉(zhuǎn)而成。平行樞紐方向褶皺的形態(tài)圓柱狀褶皺——轉(zhuǎn)折端的褶皺面，可看作一32褶皺的平面輪廓等軸褶皺（<3:1）短軸褶皺（3:1~10:1）線狀褶皺（>10:1）褶皺的平面輪廓等軸褶皺（<3:1）33褶皺大小中間線——連接各褶皺面上拐點的線波長(W)——一個周期波的長度，兩個相間拐點之間的距離。波幅(A)——中間線與樞紐之間的距離對稱褶皺不對稱褶皺褶皺大小中間線——連接各褶皺面上拐點的線對稱褶皺不對稱褶皺34組合褶皺（復(fù)背斜復(fù)向斜）組合褶皺（復(fù)背斜復(fù)向斜）35褶皺的位態(tài)分類褶皺的位態(tài)——根據(jù)軸面傾角和樞紐傾伏角兩個要素，將褶皺分為七類：一般規(guī)定：水平為0°—10°(20°)；傾斜（伏）為10°(20°)—70°(80°)；直立為70°(80°)—90°褶皺的位態(tài)分類褶皺的位態(tài)——根據(jù)軸面傾角和樞紐傾伏角兩個要素36褶皺位態(tài)分類簡表類型軸面傾角樞紐傾伏角直立水平褶皺80—900—10直立傾伏褶皺80—9010—70傾豎褶皺80—9070—90斜歪水平褶皺20—800—10斜歪傾伏褶皺20—8010—70斜臥褶皺20—8020—70（側(cè)伏角70-90）平臥褶皺0—200—20褶皺位態(tài)分類簡表類型軸面傾角樞紐傾伏角直立水37褶皺位態(tài)分類褶皺位態(tài)分類38直立水平褶皺直立水平褶皺39直立傾伏褶皺直立傾伏褶皺40斜歪水平褶皺斜歪水平褶皺41斜臥褶皺斜臥褶皺42平臥褶皺平臥褶皺43傾豎褶皺傾豎褶皺44斜歪傾伏褶皺斜歪傾伏褶皺45褶皺的形態(tài)分類厚度變化和幾何關(guān)系分類等傾斜線分類褶皺的形態(tài)分類厚度變化和幾何關(guān)系分類46褶皺層的厚度變化分類用褶皺翼部巖層的厚度(ta)與樞紐部位的巖層厚度(t0)之比(t’)來表示。/t’=ta/t0ta—褶皺軸面直立時傾角為a的翼部巖層的厚度，是褶皺層上下界面等斜處切線間的垂直距離。褶皺層的厚度變化分類用褶皺翼部巖層的厚度(ta)與樞紐部位的47幾種典型的褶皺平行褶皺幾種典型的褶皺平行褶皺48平行褶皺與相似褶皺平行褶皺與相似褶皺49相似褶皺相似褶皺50

平行褶皺－等厚，具同一曲率中心相似褶皺－不等厚，無共同曲率中心協(xié)調(diào)褶皺－褶皺面彎曲形態(tài)無明顯突變不協(xié)調(diào)褶皺－褶皺面彎曲形態(tài)有明顯突變幾種典型褶皺的基本幾何特征平行褶皺－等厚，具同一曲率中心幾種典型褶皺的基本幾何51平行褶皺相似褶皺平行褶皺與相似褶皺之對比平行褶皺相似褶皺平行褶皺與相似褶皺之對比52特征平行褶皺相似褶皺褶皺面形態(tài)相鄰褶皺面呈平行彎曲相鄰褶皺面作相似彎曲同一層厚度褶皺各部位層厚相等褶皺翼部薄轉(zhuǎn)折端厚褶皺層曲率外弧曲率小內(nèi)弧曲率大，具同一曲率中心各褶皺面曲率相同，但沒有同一曲率中心等傾斜線向核部收斂，呈扇形彼此平行，平行軸面平行褶皺和相似褶皺的對比簡表特征平行褶皺相似褶皺褶皺面相鄰褶皺面相鄰褶皺面同一層褶皺各部53——各褶皺層之間褶皺面形態(tài)變化規(guī)律協(xié)調(diào)褶皺和不協(xié)調(diào)褶皺——各褶皺層之間褶皺面形態(tài)變化規(guī)律協(xié)調(diào)褶皺和不協(xié)調(diào)褶皺54協(xié)調(diào)褶皺協(xié)調(diào)褶皺55不協(xié)調(diào)褶皺不協(xié)調(diào)褶皺56底辟構(gòu)造是典型的不協(xié)調(diào)褶皺，由三部分構(gòu)成：底辟核核上構(gòu)造核下構(gòu)造底辟構(gòu)造是典型的不協(xié)調(diào)褶皺，由三部分構(gòu)成：底辟核核上構(gòu)造核下57通過剪切作用形成的褶皺通過剪切作用形成的褶皺58膝折構(gòu)造膝折構(gòu)造59膝折構(gòu)造膝折構(gòu)造60膝折構(gòu)造膝折構(gòu)造61膝折構(gòu)造膝折構(gòu)造62膝折構(gòu)造膝折構(gòu)造63褶皺的等傾斜線分類：三類五型等傾斜線等傾斜線等傾斜線作法褶皺的等傾斜線分類：三類五型等傾斜線等傾斜線等傾斜線作法64褶皺的等傾斜線分類

IA類——典型頂薄褶皺褶皺的等傾斜線分類

IA類——典型頂薄褶皺65IB類——典型平行褶皺IB類——典型平行褶皺66IC類——平行向相似過渡褶皺IC類——平行向相似過渡褶皺67II類——典型相似褶皺II類——典型相似褶皺68III類——典型頂厚褶皺III類——典型頂厚褶皺69褶皺的等傾斜線分類簡表類型等傾斜線形態(tài)等傾斜線長度代表性褶皺IA類向內(nèi)弧強烈收斂翼部大頂部短頂薄褶皺IB類向內(nèi)弧收斂垂直層面等長平行褶皺IC類向內(nèi)弧輕微收斂翼部短頂部長過渡褶皺II類平行褶皺軸面平行軸面等長相似褶皺III類向外弧收斂翼部短頂部長頂厚褶皺褶皺的等傾斜線分類簡表類型等傾斜線等傾斜線代表性褶皺IA類向70多層褶皺多層褶皺71褶皺的組合型式阿爾卑斯式褶皺（Alpinotypefolds）

——又稱全型褶皺。其特點是：①一系列線狀褶皺，帶狀展布，走向基本一致。②整個帶內(nèi)的背斜和向斜呈連續(xù)波狀，基本同等發(fā)育，布滿全區(qū)；③不同級別的褶皺往往組合成巨大的復(fù)背斜和復(fù)向斜，并伴有疊瓦狀斷層。

復(fù)式褶皺——復(fù)背斜和復(fù)向斜褶皺的組合型式阿爾卑斯式褶皺（Alpinotypefold72復(fù)式褶皺

——復(fù)向斜復(fù)式褶皺

——復(fù)向斜73復(fù)式褶皺

——復(fù)背斜復(fù)式褶皺

——復(fù)背斜74侏羅山式褶皺(Jura-typefolds)——又稱過度型褶皺?；咎卣鳎海?）一系列線狀褶皺平行排列，走向與構(gòu)造帶的走向一致（2）緊密的褶皺與開闊的褶皺相間排列（3）沉積蓋層沿剛性基底上軟層滑脫形成的薄皮褶皺其代表性構(gòu)造：

隔檔式褶皺——背斜緊閉，向斜寬緩的線狀褶皺隔槽式褶皺——向斜緊閉，背斜寬緩的線狀褶皺侏羅山式褶皺(Jura-typefolds)75侏羅山式褶皺在剖面上的形態(tài)——隔檔式褶皺侏羅山式褶皺侏羅山式褶皺在剖面上的形態(tài)侏羅山式褶皺76隔檔隔槽式褶皺隔檔隔槽式褶皺77日爾曼式褶皺(Germanotypefolds)又稱斷續(xù)褶皺，基本特點1.發(fā)育在弱變形的地臺中2.短軸背斜的斜列組合3.這褶皺兩翼傾角極緩，但規(guī)模極大日爾曼式褶皺(Germanotypefolds)又稱斷續(xù)褶78疊加褶皺

——反映了多期變形的結(jié)果疊加褶皺早期褶皺軸跡構(gòu)造面向疊加褶皺

——反映了多期變形的結(jié)果疊加褶皺早期褶皺軸跡構(gòu)造面79疊加褶皺—試問誰能回答：褶皺在哪里？怎么疊加的？疊加褶皺—試問誰能回答：褶皺在哪里？怎么疊加的？80疊加褶皺的三種基本形式疊加要素：S1、S2—分別為早期褶皺軸面和晚期褶皺軸面b1、b2—分別為早期褶皺樞紐和晚期褶皺樞紐疊加褶皺的三種基本形式疊加要素：81穹-盆相間構(gòu)造——垂直軸(非共軸)疊加穹-盆相間構(gòu)造——垂直軸(非共軸)疊加82穹盆相間構(gòu)造穹盆相間構(gòu)造83構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-chap8_褶皺的幾何分析課件84新月形構(gòu)造—共軸疊加（樞紐近平行）新月形構(gòu)造—共軸疊加（樞紐近平行）85新月形構(gòu)造新月形構(gòu)造86蘑菇形構(gòu)造——非共軸疊加（樞紐大角度相交）蘑菇形構(gòu)造——非共軸疊加（樞紐大角度相交）87蘑菇形構(gòu)造蘑菇形構(gòu)造88疊加褶皺的野外觀察認(rèn)識和鑒別疊加褶皺的主要標(biāo)志如下：(1)重皺現(xiàn)象。(2)新生構(gòu)造有規(guī)律的彎曲。(3)兩組不同類型的不同方位的面理或線理有規(guī)律地交切及陡傾或傾豎褶皺的廣泛發(fā)育，也是判別疊加褶皺的標(biāo)志之一。疊加褶皺的野外觀察認(rèn)識和鑒別疊加褶皺的主要標(biāo)志如下：89褶皺的β圖解和π圖解β圖解是指以褶皺面各切點的切面所作的經(jīng)向大圓圖解。在理想的圓柱狀褶皺中，各個切面交線互相平行，這些經(jīng)向大圓交于一點（β），即褶皺樞紐的投影。非圓柱狀褶皺則要分段投影。褶皺的β圖解和π圖解β圖解是指以褶90實例:根據(jù)下圖向斜兩翼的產(chǎn)狀數(shù)據(jù)，推斷鞍狀礦層的傾伏向和傾伏角（即向斜樞紐的產(chǎn)狀），并指出鉆孔應(yīng)布置在地表鐵礦層露頭的什么地方才能探到地下鐵礦層。