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第9章 褶皱的形成机制

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3.层内已不存在中和面, 3.层内已不存在中和面,各点的应变椭球体的压扁面与 层内已不存在中和面 轴面接近平行。岩层中的鲕粒 砾石、化石等在平行轴面方 鲕粒、 轴面接近平行。岩层中的鲕粒、砾石、化石等在平行轴面方 向被压扁。 向被压扁。 4.脆性岩层与韧性岩层相间组合时 褶皱翼部脆性岩层 脆性岩层与韧性岩层相间组合时, 4.脆性岩层与韧性岩层相间组合时,褶皱翼部脆性岩层 往往拉伸成石香肠 构造透镜体。韧性岩层发生强烈的塑性 石香肠、 往往拉伸成石香肠、构造透镜体。韧性岩层发生强烈的塑性 流动产生顺层流劈理,乃至平行轴面的挤压片理,而强硬岩 流动产生顺层流劈理,乃至平行轴面的挤压片理, 产生顺层流劈理 挤压片理 层的褶皱翼部被拉断形成无根钩状褶皱 被拉断形成无根钩状褶皱。 层的褶皱翼部被拉断形成无根钩状褶皱。
在纵弯褶皱过程中,岩层间力学性质的差异, 在纵弯褶皱过程中,岩层间力学性质的差异,起着重要的 力学性质的差异 作用,可导致岩层弯曲方式的差异 弯曲方式的差异: 作用,可导致岩层弯曲方式的差异: A.单层或彼此很紧密地粘结成为整体的一套岩层, A.单层或彼此很紧密地粘结成为整体的一套岩层,在纵弯 单层 成为整体的一套岩层 褶皱过程中通过外侧伸长 内侧压缩而发生弯曲 外侧伸长、 而发生弯曲, 褶皱过程中通过外侧伸长、内侧压缩而发生弯曲,内外侧之间 有一个既无拉伸也无压缩的中和面 这种褶皱作用称为中和面 中和面。 有一个既无拉伸也无压缩的中和面。这种褶皱作用称为中和面 褶皱作用。 褶皱作用。
弯滑褶皱作用
弯流褶皱作用
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2.中和面褶皱作用的一般特点 2.中和面褶皱作用的一般特点
同一褶皱层各处厚度相同 褶皱形态呈I 各处厚度相同, 1) 同一褶皱层各处厚度相同,褶皱形态呈I B型等厚 褶皱 。
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2、一般特点
1) 横弯褶皱作用使岩层整体处于拉 横弯褶皱作用使岩层整体处于拉 伸状态,没有中和面。 伸状态,没有中和面。 岩层受到拉薄,褶皱形态呈“ 2) 岩层受到拉薄,褶皱形态呈“IA型” 顶薄褶皱。 顶薄褶皱。 背斜顶部甚至拉伸断裂而形成 甚至拉伸断裂而形成地 3)背斜顶部甚至拉伸断裂而形成地 如果是穹状隆起 穹状隆起, 堑;如果是穹状隆起,则可形成 放射状或环状正断层。 放射状或环状正断层。
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(二)剪切褶皱作用
1、剪切褶皱作用又称滑褶皱 剪切褶皱作用又称滑褶皱 作用, 作用,它是岩层沿着一系 列与层面不平行的密集的 剪切面发生差异运动而形 发生差异运动 剪切面发生差异运动而形 褶皱”的作用。 成“褶皱”的作用。 2、原始层面在这种褶皱作用 原始层面在这种褶皱作用 中已不起控制作用 不起控制作用, 中已不起控制作用,只是 反映滑动结果的标志 标志, 反映滑动结果的标志,故 又称被动褶皱作用 被动褶皱作用。 又称被动褶皱作用。
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三、影响褶皱形成中的主要因素
1.层理因素 1.层理因素
层理或成层构造使岩石具有不均一性, 层理或成层构造使岩石具有不均一性,可以通过层间滑动 或层内的物质塑性流动而弯曲形成褶皱。 或层内的物质塑性流动而弯曲形成褶皱。 因此,层理或成层构造是岩石发生褶皱的必要条件。 因此,层理或成层构造是岩石发生褶皱的必要条件。
滑动方向垂直于褶皱层不均 匀差异滑动形成的剪切褶皱
3、相似褶皱
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沿着与褶皱层斜交 的滑动形成理想的 相似褶皱
剪切褶皱作用模式
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(三)横弯褶皱作用
岩层受到与层面垂直的作 岩层受到与层面垂直的作 与层面垂直 用力而发生弯曲形成褶皱, 发生弯曲形成褶皱 用力而发生弯曲形成褶皱,这 种褶皱作用称作横弯褶皱作用 横弯褶皱作用。 种褶皱作用称作横弯褶皱作用。 横弯褶皱作用可以是基底 横弯褶皱作用可以是基底 断块升降引起盖层弯曲 引起盖层弯曲, 的断块升降引起盖层弯曲,也 可以是密度倒置引起重力上浮 的岩浆或岩盐的底辟作用 底辟作用引起 的岩浆或岩盐的底辟作用引起 核上构造岩层的弯曲 岩层的弯曲。 的核上构造岩层的弯曲。
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4)如果基底的差异性升降与盖层的沉积作用同时进行, 如果基底的差异性升降与盖层的沉积作用同时进行, 升降与盖层的沉积作用同时进行 这样形成的褶皱称为同沉积褶皱 同沉积褶皱。 这样形成的褶皱称为同沉积褶皱。 岩相及厚度是变化的 同沉积褶皱的同一沉积层的岩相及厚度是变化的。 同沉积褶皱的同一沉积层的岩相及厚度是变化的。 同沉积褶皱特点: 同沉积褶皱特点: A背斜顶薄且颗粒粗, 背斜顶薄且颗粒粗, 向斜槽厚且颗粒细; 向斜槽厚且颗粒细; B新时代越新产状越缓。 新时代越新产状越缓。
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二、纵弯褶皱形成中的压扁作用
岩层在顺层挤压作用下, 岩层在顺层挤压作用下,平行主压应力 的方向缩短 垂直主压应力的方向伸长 缩短, 伸长, 的方向缩短,垂直主压应力的方向伸长,即 压扁作用。压扁作用越强烈, 压扁作用。压扁作用越强烈,应变椭球体越 褶皱就越紧闭。 扁,褶皱就越紧闭。 在纵弯褶皱形成中, 在纵弯褶皱形成中,因压扁作用产生如下 现象: 现象: 1.脆性岩层与韧性岩层相间组成 脆性岩层与韧性岩层相间组成, 1.脆性岩层与韧性岩层相间组成,岩 尚未发生整体褶皱时的顺层挤压 的顺层挤压, 层尚未发生整体褶皱时的顺层挤压,使强 硬岩层先形成一系列小褶皱。 先形成一系列小褶皱 硬岩层先形成一系列小褶皱。 2.使岩层厚度发生变化:翼部变薄, 2.使岩层厚度发生变化:翼部变薄, 使岩层厚度发生变化 转折端变厚。 转折端变厚。
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褶皱的形成机制
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斜歪褶皱
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第九章
褶皱的形成机制
一、褶皱形成机制的基本类型
(一)纵弯褶皱作用
纵弯褶皱作用是指岩层受到顺层挤 纵弯褶皱作用是指岩层受到顺层挤 是指岩层受到 压力的作用而发生褶皱 的作用而发生褶皱。 压力的作用而发生褶皱。力学上亦称之 屈曲 。 一般假定岩层在褶皱前处于原始的 水平状态,所以, 水平状态,所以,纵弯褶皱作用被认为 是地壳水平运动的结果 是地壳水平运动的结果 。
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(四)柔流褶皱作用
定义:高韧性和低粘度的岩石受到力的作用, 定义:高韧性和低粘度的岩石受到力的作用,发生类似 粘性流体的粘滞性流动变形,从而形成复杂多变的褶皱 的粘滞性流动变形 复杂多变的褶皱。 粘性流体的粘滞性流动变形,从而形成复杂多变的褶皱。 柔流褶皱作用是一种固态流变条件下的褶皱作用。 固态流变条件下的褶皱作用 柔流褶皱作用是一种固态流变条件下的褶皱作用。如盐 丘构造中底辟核的褶皱就是一种典型的柔流褶皱 就是一种典型的柔流褶皱。 丘构造中底辟核的褶皱就是一种典型的柔流褶皱。
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D.在层内有时发育与层面以45 左 D.在层内有时发育与层面以45º左 在层内有时发育与层面以45 右相交的张节理。 右相交的张节理。 较脆性的岩石中 E. 在较脆性的岩石中,两翼上可 形成层间破碎带。 以形成层间破碎带。 F.在韧性较大的岩层中,两翼上 F.在韧性较大的岩层中 常发育反扇形劈理 反扇形劈理。 常发育反扇形劈理。
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2)韧性变形 2)韧性变形
外侧因拉伸变薄, 外侧因拉伸变薄, 常产生顺层劈理
内侧因受挤压增厚, 内侧因受挤压增厚, 常产生正扇形劈理
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3)脆性变形 3)脆性变形
外侧因拉伸常 形成垂直层面 的张裂
内侧因顺层挤压 常形成平行层面 常形成平行层面 的张裂
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垂直褶皱枢纽的擦痕 垂直褶皱枢纽的擦痕
牵引褶皱和层间剪节理 牵引褶皱和
岩层发生顺层的剪切滑移,总是从凹侧向着凸侧运动, 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 伴生构造: 所以常形成次级伴生构造: A.垂直褶皱枢纽的 垂直褶皱枢纽的擦痕 A.垂直褶皱枢纽的擦痕 ; B.牵引褶皱 牵引褶皱; B.牵引褶皱; C.层间剪节理 发育紧密时成为层间破劈理 层间剪节理, 层间破劈理。 C.层间剪节理,发育紧密时成为层间破劈理。
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B.彼此粘结不很紧密的一套岩层, B.彼此粘结不很紧密的一套岩层, 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 层面之间的 在纵弯褶皱过程中通过层面之间的滑 而发生弯曲, 动而发生弯曲,这种纵弯褶皱作用称 弯滑褶皱作用。 为弯滑褶皱作用。 其中,不仅层面之间发生滑动, 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 而且在某些岩层的内部还出现物质流 现象的,则称为弯流褶皱作用 弯流褶皱作用。 动现象的,则称为弯流褶皱作用。
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