《褶皱的形成作用》PPT课件

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1、第十章褶皱的形成作用丰富多姿的褶皱形态灰岩中的等厚褶皱北京西山大理岩中相似的平卧褶皱瑞士AlpsMorcles平卧褶皱褶皱中的轴面劈理北京大灰厂奥陶系灰岩与白云岩互层中的不协调褶皱是什么因素控制着褶皱的形态，大小以及褶皱间及褶皱和其它构造的相互关系？形成褶皱的变形机制（deformationmechanism）有哪些？如何从天然褶皱变形岩石中确定褶皱形成机制，进而为建立区域构造和地壳演变史和应用研究服务？褶皱作用的基本概念褶皱的形成方式与其受力状态、变形环境及岩层的变形行为密切相关。从褶皱过程中岩层的变形行为

2、来看，可把褶皱分为主动褶皱和被动褶皱两类。主动褶皱当各岩层的力学性质和层理积极地控制着褶皱的发育时，这种褶皱称为主动褶皱。被动褶皱当各层岩石间的韧性差很小，层理在褶皱变形中不再具有力学上的不均一性，而只是被动地作为变形的标志，这种褶皱称为被动褶皱。褶皱作用的基本类型纵弯褶皱作用横弯褶皱作用剪切褶皱作用柔流褶皱作用褶皱的形成机制第一节纵弯褶皱作用又分为弯滑褶皱作用和弯流褶皱作用。（1）弯滑褶皱作用一系列岩层通过层间滑动而弯曲成为褶皱的过程1.岩层受到顺层挤压作用而形成褶皱。一般认为岩层在褶皱前处於初始的水平状态

3、﹐所以纵弯褶皱作用是地壳受水平挤压的结果。岩层间的力学性质差异在褶皱形成中起著主导作用。2.如岩系中各层力学性质很不一致﹐则在顺层挤压下﹐强硬层就会失稳而发生正弦曲线状弯曲﹐形成等厚褶皱﹔相对软的层作为介质﹐在均匀压扁的同时被动地调整和适应由强硬层引起的弯曲形态。进一步挤压下﹐强硬层的褶皱变得越紧闭﹐可使翼部被压扁而成IC型褶皱。3.如岩系中各层力学性质差异较小且平均韧性较大﹐则强和弱的岩层在褶皱的同时共同受到总体的压扁﹐可形成IC型到3型的褶皱。纵弯褶皱的轴面垂直挤压方向﹐褶轴与中间应变轴一致。一、中和面褶

4、皱作用(1)中和面：褶皱面中部的无应变面(2)平行褶皱轴的方向无拉伸作用(3)褶皱各处垂直层面的厚度不变，平行褶皱(4)外弧深长，内弧压缩，应变量大小与离中和面的距离成正比(5)应变椭球体在外侧平行层面排列，内侧垂直层面呈扇型排列(6)形成不同类型的小构造：A.外侧岩层变薄，形成平行层理的劈理，垂直层面、扇型排列的楔形张裂隙B.内侧岩层加厚，形成扇型劈理，小褶皱，逆冲小断层(7)继续挤压，中和面向外侧迁移，直至不存在中和面褶皱作用平行褶轴方向为中间应变轴，等厚褶皱，外侧拉伸内侧压缩，具中和面背斜内弧受压，形成

5、劈理或逆断层，中和面向外迁移背斜顶部受拉伸，形成张裂，中和面向内移动多层褶皱中内弧的压缩纵弯褶皱作用又分为弯滑褶皱作用和弯流褶皱作用。二、弯滑褶皱作用和弯流褶皱作用。基本特点（1）变形是围绕褶皱轴的弯曲，褶皱面上或层内的透入性薄层之间都作垂直褶皱轴的简单剪切作用，任一点的中间应变轴都与褶皱轴平行，所以褶皱是平面应变。（2）褶皱面为剪切面，相当于应变椭球体的圆切面，其上无应变。（3）在垂直褶皱轴的正交剖面上，可以看到最大应变主轴（ʎ1）的排列从两翼向转折端收敛，即呈反扇形排列。应变强度在褶皱的拐点处最大，在转折

6、端处最小，可忽略不计。（4）因为是顺层的剪切滑移，所以垂直层面的厚度保持不变，形成IB型平行褶皱。弯滑褶皱作用平行褶皱平行褶皱弯流褶皱作用二、纵弯褶皱内的应变分布型式与小型构造中和面褶皱作用：层的切向长度变化而引起的单层弯曲弯滑褶皱作用和弯流褶皱作用压扁作用纵弯褶皱作用2顺层剪切作用弯滑褶皱及其伴生构造三.纵弯褶皱中发育的劈理（1）高韧性差：A.远离强岩层处，形成与褶皱轴面平行的劈理B.在强岩层附近，围绕强岩层形成劈理C.在强岩层内部，外侧受顺层拉伸，形成顺层劈理、垂直层理的张裂隙张裂隙内侧受压缩，形成正扇形

7、劈理、轴面劈理（2）低韧性差：A.褶皱前，顺层缩短而加厚B.褶皱幅度小时，压扁面垂直层面C.变形继续，强岩层中正扇形劈理；软岩层中反扇形劈理D.变形再继续，发育轴面劈理接触应变带与无应变三角区．．小图分析根据A图中断层及其旁侧构造，用箭头标注断层的相对错动方向，说明其断层类型。根据B图标志层中的原生和次生构造，恢复褶皱形态（用虚线）。．判断岩层顶、底，并指出岩层是正常层序，还是倒转层序．请分析褶皱形态,并用虚线画出。．请分析剖面图中有褶皱存在吗？它应是什么形态，用虚线画出。弯滑作用下，当两硬层夹一软弱岩层时，

8、则在上下硬岩层滑动的力偶作用下，使薄层软弱（韧性）层产层间小褶皱可帮助我们确定层序倒转与否及背、向斜的位置。方法是：新岩层总是向背斜转端滑动，老岩层则向反方向滑动，先画出小褶皱的轴面，与主褶皱面所交锐角尖指示相邻居层相对滑方向，滑动方向一旦确定，根据上述原理就可推测背、向斜的位置，也就知道了岩层正常与否。四、褶皱的发育1、单层褶皱的发育在粘性介质中粘性较大的粘性板的褶皱的初始主波长Wi为：式中：d—