構造地質學-chap8-褶皺的幾何分析課件

StructuralGeology

構造地質學核資源工程學院主講教師謝焱石StructuralGeology

構造地質學核資1第八章

褶皺的幾何分析第八章

褶皺的幾何分析2褶皺－

指地質體中呈彎曲形態(tài)的構造形跡（現象）?；靖拍铖薨櫍靖拍?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基本類型根據褶皺面（層）的彎曲形態(tài)和地層變新之關系可分：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基本類型根據褶皺面（層）的彎曲形態(tài)和地層變新之關系可分：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（褶皺大小）波長波幅翼間角特征值（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（復背斜復向斜）組合褶皺（復背斜復向斜）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折端形態(tài)圓弧褶皺尖棱褶皺箱狀褶皺撓曲褶皺轉折端形態(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軸面產狀軸面產狀29褶皺的對稱性對稱褶皺－褶皺的軸面與褶皺包絡面垂直，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——轉折端的褶皺面，可看作一條直線通過平行自身移動而構成的一個曲面。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成的切面。非圓柱狀褶皺——不具有以上特征的褶皺統稱為非圓柱狀褶皺，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而成。平行樞紐方向褶皺的形態(tài)圓柱狀褶皺——轉折端的褶皺面，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（復背斜復向斜）組合褶皺（復背斜復向斜）35褶皺的位態(tài)分類褶皺的位態(tài)——根據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，無共同曲率中心協調褶皺－褶皺面彎曲形態(tài)無明顯突變不協調褶皺－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折端厚褶皺層曲率外弧曲率小內弧曲率大，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)律協調褶皺和不協調褶皺——各褶皺層之間褶皺面形態(tài)變化規(guī)律協調褶皺和不協調褶皺54協調褶皺協調褶皺55不協調褶皺不協調褶皺56底辟構造是典型的不協調褶皺，由三部分構成：底辟核核上構造核下構造底辟構造是典型的不協調褶皺，由三部分構成：底辟核核上構造核下57通過剪切作用形成的褶皺通過剪切作用形成的褶皺58膝折構造膝折構造59膝折構造膝折構造60膝折構造膝折構造61膝折構造膝折構造62膝折構造膝折構造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類向內弧強烈收斂翼部大頂部短頂薄褶皺IB類向內弧收斂垂直層面等長平行褶皺IC類向內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背斜和復向斜，并伴有疊瓦狀斷層。

復式褶皺——復背斜和復向斜褶皺的組合型式阿爾卑斯式褶皺（Alpinotypefold72復式褶皺

——復向斜復式褶皺

——復向斜73復式褶皺

——復背斜復式褶皺

——復背斜74侏羅山式褶皺(Jura-typefolds)——又稱過度型褶皺。基本特征：（1）一系列線狀褶皺平行排列，走向與構造帶的走向一致（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果疊加褶皺早期褶皺軸跡構造面向疊加褶皺

——反映了多期變形的結果疊加褶皺早期褶皺軸跡構造面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-盆相間構造——垂直軸(非共軸)疊加穹-盆相間構造——垂直軸(非共軸)疊加82穹盆相間構造穹盆相間構造83構造地質學-chap8_褶皺的幾何分析課件84新月形構造—共軸疊加（樞紐近平行）新月形構造—共軸疊加（樞紐近平行）85新月形構造新月形構造86蘑菇形構造——非共軸疊加（樞紐大角度相交）蘑菇形構造——非共軸疊加（樞紐大角度相交）87蘑菇形構造蘑菇形構造88疊加褶皺的野外觀察認識和鑒別疊加褶皺的主要標志如下：(1)重皺現象。(2)新生構造有規(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志之一。疊加褶皺的野外觀察認識和鑒別疊加褶皺的主要標志如下：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:根據下圖向斜兩翼的產狀數據，推斷鞍狀礦層的傾伏向和傾伏角（即向斜樞紐的產狀），并指出鉆孔應布置在地表鐵礦層露頭的什么地方才能探到地下鐵礦層。