学习任务褶皱的分类

发布网友 发布时间:2022-04-23 01:06

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热心网友 时间:2023-06-23 13:57

在对褶皱分析研究过程中,地质构造学家一直试图对褶皱构造进行系统的分类,目前为止,还没形成综合褶皱各方面特征的统一分类方案。现简述目前较通行的两种分类。

一、褶皱的位态分类

褶皱的位态分类又称里卡德分类。里卡德(M.J.Rickard,1971)根据轴面倾角、枢纽倾伏角和侧伏角三个变量绘制出一类与岩石命名分区相似的三角投影网图,并按照水平(0°~10°)、倾斜(10°~80°)、直立(80°~90°)三组数据,将各要素投影到三角网中,划分出七个区块,分别代表自然界中七种特征的褶皱类型(图4-12)。

图4-12 不同位态的褶皱类型

(据Richard,1971;Ragan,1973;Hobbs et al.,1976,综合编绘)

Ⅰ-Ⅶ—褶皱产状类型分区:β—枢纽极点;A—轴面投影大圆;π—褶皱轴面的π圆(环带)

Ⅰ.直立水平褶皱:轴面近于直立(倾角80°~90°),枢纽近于水平(倾伏角0°~10°)(图4-12之Ⅰ区)。

Ⅱ.直立倾伏褶皱:轴面近于直立,枢纽倾伏角10°~80°(图4-12之Ⅱ区)。

Ⅲ.倾竖褶皱:轴面和枢纽近直立,倾角和倾伏角均为80°~90°(图4-12之Ⅲ区)。

Ⅳ.斜歪水平褶皱:轴面倾斜(倾角10°~80°),枢纽近于水平(倾伏角0°~10°)(图4-12之Ⅳ区)。

Ⅴ.平卧褶皱:轴面和枢纽均近水平,倾角和倾伏角0°~10°(图4-12之Ⅴ区)。

Ⅵ.斜歪倾伏褶皱:轴面倾斜(倾角10°~80°),枢纽倾伏(倾伏角10°~80°)(图4-12之Ⅵ区)。

Ⅶ.斜卧褶皱:轴面倾角和枢纽倾伏角均为10°~80°,倾向和倾伏向一致,倾角和倾伏角大致相等,枢纽在轴面上的侧伏角为80°~90°(图4-12之Ⅶ区)。

里卡德褶皱分类的优点:反映了自然界褶皱轴面和枢纽产状的连续变化,并包含在自然界常出现的各种产状的褶皱;三角投影网图上所划分的七个区块,代表七大类型褶皱产状的变化范围。其各区范围的大小也反映出该类褶皱在自然界出现的几率的大小,如其中Ⅵ区范围最大,表明斜歪倾伏褶皱最常见,这也与实际地质情形相吻合。这一分类将对褶皱形态的研究由定性描述提高到半定量的水平,为运用计算机技术分析褶皱形态和产状特征提供了必要的条件。

二、兰姆赛的褶皱分类

兰姆赛(Ramsay,1967)根据褶皱岩层在横截面上的厚度参数以及等倾斜线的排列方式,将褶皱分为三类五型(图4-13)。

图4-13 不同褶皱类型的等倾斜线特征

(据Ramsay,1967)

下褶皱面(X)和上褶皱面(Y)间的等倾斜间隔为10°;下褶皱面(X)曲率假定在各类褶皱中是一致的

Ⅰ类:褶皱的等倾斜线向内弧呈收敛状,内弧曲率总是比外弧的大,故外弧倾斜也总是小于内弧。根据等倾斜的收敛程度(图4-13),可细分为三个亚型:

——顶薄褶皱(ⅠA型):等倾斜线向内弧呈强烈收敛状,各线长短差别极大,内弧曲率远比外弧大。

——平行褶皱(ⅠB型):等倾斜线也向内弧收敛,并与褶皱面垂直,各线长短大致相等,内弧曲率仍大于外弧曲率。

——ⅠC型:等倾斜线向内弧轻微收敛,转折端等倾斜线比附近两翼的略长,反映两翼厚度有变薄的趋势,内弧曲率大于外弧,这是Ⅰ类平行褶皱向Ⅱ类相似褶皱过渡的型式。

Ⅱ类:等倾斜线平行且等长,内弧曲率和外弧曲率相等,即相邻褶皱面倾斜程度基本一致,为典型的相似褶皱。

Ⅲ类:等倾斜线向外弧收敛,向内弧撒开呈倒扇状,即外弧曲率大于内弧曲率,为典型的顶厚褶皱。

兰姆赛应用褶皱构造的几何数据来描述和划分褶皱类型,对褶皱形成机制的研究有一定的指导意义。

三、褶皱组合型式的识别

地层在同一构造时期应力作用下,形成的一系列背斜和向斜常在空间分布上按一定的几何规律组合在一起,由此形成的总体褶皱样式称为褶皱的组合型式。褶皱的组合型式对了解区域应变状态、大地构造属性、地壳运动的性质以及褶皱的成因等具有重要意义。下面介绍常见的几种褶皱组合型式的识别特征。

(一)复背斜和复向斜

由多级褶皱包络面组成的巨大背斜或巨大向斜称为复背斜或复向斜。各次级褶皱与总体褶皱常有一定几何关系。一般说,组成复背斜或复向斜的次级褶皱大多是比较紧闭的,自复背斜核部趋向两翼常由直立褶皱变为斜歪、倒转甚至是平卧褶皱,在局部地段也有较宽缓的箱状或圆弧褶皱。典型的复背斜的次级褶皱轴面在剖面上呈正扇形,即构成正扇形复背斜(图4-14A);典型复向斜的次级褶皱轴面在剖面上呈倒扇形,从而构成倒扇形复向斜(图4-14B)。

图4-14 复背斜(A)和复向斜(B)剖面示意图

复背斜和复向斜发生在地壳运动强烈地区,是区域水平挤压的结果,通常称褶皱造山带。如在我国秦岭、天山、祁连山、喜马拉雅山、河南嵩山(图4-15)、欧洲阿尔卑斯山、北美阿巴拉契亚山脉等地广泛发育。

图4-15 河南嵩山复向斜和复背斜

(据徐开礼,1984)

(二)隔档式和隔槽式褶皱

隔档式褶皱又称梳状褶皱或侏罗山式褶皱。它由一系列平行的背斜和向斜相间组成,其中背斜窄而紧闭,形态完整而清楚,呈线状延伸,而两个背斜之间的向斜则开阔而平缓。隔槽式褶皱与前者相反,向斜紧闭且完整,呈线形排列,背斜则平缓而开阔。这两类组合褶皱的共同特点是背斜和向斜的变形强度不同,较紧闭的褶皱和较开阔的褶皱相间排列。

隔档式褶皱和隔槽式褶皱常发育于褶皱造山带前陆坳陷,如北美阿巴拉契亚褶皱造山带的前陆上。在我国重庆、黔北、湘西、鄂西南等地广泛发育此类褶皱(图4-16,图4-17)。

图4-16 重庆地区隔档式褶皱图

图4-17 黔北地区隔槽式褶皱

(三)雁行式褶皱

这类构造发育于构造变形十分轻微的地台盖层中,以卵圆形穹隆、拉长的短轴背斜为主。褶皱翼部的倾角极缓,甚至近于水平,规模延伸可达数十千米。穹隆可以孤立产出,且空间展布常无一定的方向性。而地壳中常见一些穹隆或短轴背斜呈有规律的定向排列及雁列分布图4-18),它是区域水平扭动作用力的产物,李四光将此构造迹象称为“多”字形构造。我国川中构造盆地以及柴达木盆地等地发育此类褶皱构造。

图4-18 柴达木盆地穹隆和短轴背斜

(据李四光,1971)

(四)穹隆和构造盆地

穹隆是岩层自褶皱的脊向四周倾斜的背斜。构造盆地是岩层从四周向中心的槽部倾斜的向斜。

穹隆和构造盆地大都是形态简单、平缓而开阔的平行褶皱,但是,在一些大型或巨型的穹隆和构造盆地中,往往还发育一些断层和次级褶皱而使其形态复杂化。如四川威远穹隆是一个平面上呈现北东向的卵圆形的穹形隆起构造(图4-19),其剖面形态为斜歪背斜,枢纽部位发育有断层及次级褶皱,在翼部还发育挠曲和延伸不长的一端倾伏而另一端又不闭合的构造鼻。

图4-19 四川威远穹隆构造等高线图

(据四川石*理局简化)

穹隆和构造盆地多数发育在基底刚性较高、构造活动性小、褶皱作用不强烈、地质构造稳定的地区。一般认为它们是由地壳较浅层次的构造变形作用所致,也可能是基底断裂抬升运动所造成的,这也是我国四川中部和华南中新生代断陷红盆的形成原因。

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