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褶皱

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所属类别:地质学

基本信息

中文名称:褶皱
外文名称:

岩层受地壳运动的作用形成的连续弯曲现象。褶皱中的单个弯曲称为褶曲(参见彩图ⅩⅥ—3、7)。褶曲表现为背斜(参见彩图ⅩⅥ—6)和向斜2种基本形态,它们相间排列构成褶皱。

ⅩⅥ—3 岩层中的褶曲

索书田摄

ⅩⅥ—7 平卧褶曲

陈德基摄

ⅩⅥ—6 背斜

徐福兴摄

褶曲的基本要素包括:核部、翼部、顶、顶角、轴面、褶曲枢纽、褶曲轴等(图1)。核部是褶曲的中心部分,翼部泛指核部两侧比较平直的部分,两者的划分是相对的,无明确的界线。顶是褶曲在横剖面上最大的弯曲点。顶角是两翼层面的交角。顶角大,褶曲开阔,顶角小,褶曲紧闭。轴面是平分褶曲岩层顶角的理想几何面(平面或曲面)。枢纽是同一褶曲面上最大弯曲点的连线(直线或弧线、曲线)。它可以近于水平,延伸很远;亦可以向下倾伏,延伸不远,逐渐消失。枢纽倾斜的褶皱,称为倾伏褶皱,其倾斜角称为倾伏角。褶曲轴是轴面与水平面的交线,亦即枢纽在水平面上的投影,用来表示褶曲的延伸方向。

图1 褶曲的基本要素示意图

O1—核;O2—翼;BED—转折端;E—顶;EF—枢纽;EGFH—轴面;GF—轴;AEG、CEG—顶角;HEF—倾伏角

图2 褶皱类型示意图

(引自:M. T. Billings 著.构造地质学.第3版.prentice-hall,1972)(a)直立褶皱;(b)斜歪褶皱;(c)倒转褶皱;(d)平卧褶皱;(e)扇形褶皱;(f)箱形褶皱

褶皱有多种分类。工程勘察中常用的分类,按褶皱形态和轴面产状分为:①直立褶皱。两翼岩层倾向相反,倾角大致相等,轴面直立。②斜歪褶皱。两翼岩层倾向相反但倾角不等,轴面倾斜。③倒转褶皱。两翼岩层倾向相同,一翼层序正常;另一翼层序倒置。④平卧褶皱(参见彩图ⅩⅥ—7)。轴面近乎水平。⑤扇形褶皱。剖面上岩层呈扇形展开,两翼岩层均倒转。⑥箱形褶皱。剖面上呈箱形,两翼岩层陡立,顶部和底部岩层平缓(图2)。

ⅩⅥ—7 平卧褶曲

陈德基摄

褶皱按岩层在平面上出露轮廓的宽窄可分为:①线状褶皱(长轴褶皱)。枢纽延伸长度远大于褶皱宽度,长宽比大于10。②短轴褶皱。枢纽延伸不远,长宽比3~10。③浑圆褶皱。长宽比小于3,轮廓呈圆形或椭圆形。岩层呈背斜型构造者称为穹窿,呈向斜型构造者称为构造盆地。

研究大地构造时,褶皱按组合形态可分为:①隔挡式褶皱。由一系列紧闭背斜和开阔向斜相间排列组合而成。②隔槽式褶皱。由一系列紧闭向斜和开阔背斜相间排列组合而成。③复背斜。由若干个次一级的背斜、向斜组合而成的大型背斜构造。④复向斜。由若干个次一级的背斜、向斜组成的大型向斜构造。中国天山、祁连山、秦岭等大山脉都是由复背斜、复向斜组成的褶皱带。

野外地质调查认识褶皱,主要根据:①地层的时代与岩性;②岩层产状;③层序。如横穿地层倾向,地层对称重复出现,则存在褶皱构造;从核部到两翼地层从老到新,则为背斜;从新到老,则为向斜。

水利水电工程除隧洞、渠道等长线状建筑物外,一般仅涉及到褶皱构造的一个局部,多表现为单斜地层,要注意叠加在单斜地层中的小型褶皱构造,如揉皱(参见彩图ⅩⅥ—4、5)、挠曲(图3),对岩体完整性的影响,有时整个山岭或山峰为单斜岩层组成的单斜山,当岩层为塑性的薄层岩层(如页岩、千枚岩、片岩等)或为软硬相间的互层时,由于岩层蠕动或变形的差异等,常导致边坡产生倾倒、滑移或溃屈。

ⅩⅥ—4 薄层灰岩中的层间揉皱

王东华摄

ⅩⅥ—5 岩层强烈挤压变形揉皱

司马世华摄

图3 揉皱、挠曲示意图

(a)揉皱;(b)挠曲

  
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