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褶皱构造分类总览及识别方法

2020-01-29 11:137730矿业界

一、褶皱构造分类方案总览

(一)按产状分类

1、根据褶皱轴面产状,结合两侧产状特点分:

直立褶皱:轴面近于直立,两翼倾向相反,倾角近于相等;

斜立褶皱:轴面倾斜,两翼倾向相反,倾角不相等;

倒转褶皱:轴面倾斜,两翼倾向相同,倾角可以相等,也可以不相同;

平卧褶皱:轴面近于水平,一翼地层正常,另一翼地层倒转;

翻卷褶皱:轴面弯曲的平卧褶皱。

2、根据枢纽产状,褶皱可分为:

水平褶皱:枢纽近于水平,两翼的走向基本平行;

倾伏褶皱:枢纽倾伏(倾伏角介于10度-80度之间),两翼走向不平行;

倾坚褶皱:枢纽近于直立。

以上:1、反应横剖面;2、反应纵剖面

3、将1、2结合起来进行分类,即既反应横剖面的情况,又反应纵面的情况。

①直立水平褶皱,轴面近于直立(倾角80°~90°),枢纽近于水平(0°~10°);

②直立倾伏褶皱,轴面近于直立,枢纽倾伏角10°~70°;

③倾竖褶皱,轴面和枢纽均近于直立;

④斜歪水平褶皱,轴面倾斜(倾角20°~80°),枢纽近水平;

⑤斜歪倾伏褶皱,轴面倾斜,枢纽倾伏;

⑥平卧褶皱,轴面和枢纽均近于水平;

⑦斜卧褶皱,轴面和枢纽的倾向和倾角基本一致,轴面倾角20°~80°。

(二)按形态分类

1、横剖面的形态分类

(1)褶皱岩层的两翼夹角大小

开阔褶皱:夹角大于70°;

中常褶皱:夹角小于70°,大于30°;

紧密褶皱,夹角小于30°;

同斜褶皱:近于0°。

(2)褶皱岩层的弯曲形态:

圆弧褶皱:岩层是圆弧形弯曲;

尖棱褶皱:两翼岩层平整相交,转折端呈棱角状;

箱状褶皱:两翼近直立,到转折端转为水平;

扇形褶皱:两翼均为倒转,以致整个褶皱呈扇形;

挠曲褶皱:缓倾斜岩层中的一段突然变陡,形成台阶状弯曲;

(3)根据同一褶皱岩层的厚度在褶皱不同部位的变化特点:

等厚褶皱:等斜线垂直层面,上下层面互相平行,褶皱层厚度在各处相等

顶厚褶皱:等斜线在背形中呈反扇形向外弧收敛,层的厚度在转折端明显大于翼部

顶薄褶皱:等斜线强烈收敛,褶皱层的厚度在转折端比翼部的薄

相似褶皱:褶皱各层的曲率相同,各层形态相似

2、褶皱在平面上的形态分类

基于同一岩层在平面上的纵向长度和横向宽度之比

穹隆构造:长/宽<3/1的背斜构造;

构造盆地:长/宽<1/3的向斜构造;

短轴褶皱:长/宽<1/3-10/1之间;

线状褶皱:长/宽超过10/1.

(三)按褶皱形态的空间组合分类

1、平面上的组合类型:

平行褶皱群;

雁行褶皱群;

帚状褶皱群;

弧形褶皱群;

2、剖面上的组合类型

复背斜和复向斜:系指褶皱两翼被一系列次一级的褶皱所复杂化的大背斜或大向斜;

隔挡或和隔槽褶皱:一个平行褶皱群内,如果背斜呈紧密褶皱,而向斜呈开阔平缓褶皱,称为隔挡或隔槽,四川东部的情况;

隔槽或褶皱系一系列相面排列的开阔背斜被一系列紧密向斜所隔开。

3、根据组成褶皱的各褶皱面之间的几何关系分类

①协调褶皱,各褶皱面的弯曲形态一致或作有规律的变化,如平行褶皱和相似褶皱;

②不协调褶皱,各褶皱面的弯曲形态彼此有明显的不同,层的厚度变化很不规则。

(四)组合形式

在同一次构造变形中形成的有成因联系的一系列背斜和向斜组成有规律的几何型式。褶皱的组合型式是区域构造应力场、变形时的温压条件和组成褶皱岩层性质的综合反映。

代表性的组合型式有3种:

阿尔卑斯式褶皱,又称全形褶皱。由一系列线状褶皱组成褶皱带,所有褶皱的走向与褶皱带走向基本一致,背斜向斜连续波状的同等发育,不同级别的褶皱组合成巨大的复背斜和复向斜。

侏罗山式褶皱,又称过渡型褶皱。由一系列近于平行而间隔的褶皱组成,背斜和向斜的发育程度不同。典型的侏罗山式褶皱是背斜紧闭而明显,但两个背斜之间的向斜平缓开阔而不显,褶皱层厚基本不变,为等厚褶皱,这种背斜紧闭而向斜开阔的褶皱也称隔挡式褶皱,如中国四川的华蓥山褶皱。反之,向斜紧闭而明显但两个向斜之间的背斜平缓开阔并常呈箱状的褶皱,称为隔槽式褶皱。

日耳曼式褶皱,又称断续褶皱。发育于构造变形十分微弱的地台盖层中,以圆形的穹隆或长圆形的短轴背斜为主,翼部倾角极缓。它们可以孤立地产出于近水平的岩层中,也可以成群地出现并有规律的定向排列,如雁列式短背斜。

二、褶皱构造的判别方法

褶皱构造是地质构造的重要组成部分,几乎在所有的沉积岩及部分变质岩构成的山地都会存在不同规模的褶皱构造。小型的褶皱构造可以在一个地质剖面上窥其一个侧面的完整形态;而大型构造往往长宽超过数千米到数万米。在野外研究褶皱构造的方法有:

(一)地质方法

1. 岩层观察与测量

必须对一个地区的岩层顺序、岩性、厚度、各露头产状等进[2] 行测量或基本搞清楚,才能正确地分析和判断褶曲是否存在。然后根据新老岩层对称重复出现的特点判断是背斜还是向斜;再根据轴面产状、两翼产状以及枢纽产状等判断褶曲的形态(包括横剖面、纵剖面和水平面)。

2. 野外路线考察

一是采取穿越法,即垂直岩层走向进行观察,以便穿越所有岩层并了解岩层的顺序、产状、出露宽度及新老岩层的分布特征。二是在穿越法的基础上,采取追索法,即沿着某一标志层的延伸方向进行观察,以便了解两翼是平行延伸还是逐渐汇合等情况。这两种方法可以交叉使用,或以穿越法为主,追索法为辅,以便获知褶曲构造在三维空间的形态轮廓。

(二)地貌方法

各种 软硬薄厚不同,构造不同,在地貌上常有明显的反映。例如,坚硬岩层常形成高山、陡崖或山脊,柔软地层常形成缓坡或低谷,等等。与褶皱构造有关的地貌形态有:

1.水平岩层

有些水平岩层不是原始产状,而是大型褶皱构造的一部分,例如转折端部分,扇形褶皱的顶部或槽部,构造盆地的底部,挠曲的转折部分等,这样的岩层常表现为四周为断崖峭壁的平缓台地、方山以及构造盆地的平缓盆底。

2. 单斜岩层

大型褶曲构造的一个翼或构造盆地的边缘部分,常表现为一系列单斜岩层。这样的岩层,在倾向方向存在顺岩层层面进行的面状侵蚀,故地形面常与岩层坡度大体一致;而在反倾向方向进行的侵蚀,常沿着垂直裂隙呈块体剥落,形成陡坡和峭壁。因此,如果单斜岩层倾角较小(如20°~30°),则形成一边陡坡一边缓坡的山,叫做单面山;如果单斜岩层倾角较大(如50°~60°),则形成两边皆陡峻的山,叫猪背山或猪背脊。

3. 穹窿构造、短背斜和构造盆地

前二者常形成一组或多组同心圆或椭圆式分布的山脊,如果岩层产状平缓,里坡陡而外坡缓。有时在这样的地区发育成放射状或环状水系。在构造盆地地区,四周常为由老岩层构成的高山,至盆地底部岩层转为平缓,并且多出现较新的岩层。如四川盆地,北部大巴山主要由古生界和前古生界岩层组成,在盆地中心则主要由中生界及新生界岩层组成。

4. 水平褶皱及倾伏褶皱

在水平褶皱地区,常沿两翼走向形成互相平行而对称排列的山脊和山谷。在倾伏褶皱地区,常形成弧形或“之”字形展布的山脊和山谷。

5. 背斜和向斜

地形优势与地质构造基本一致,即形成背斜山和向斜谷。但在更多的情况下,是在背斜部位侵蚀成谷,而在向斜部位发育成山,即形成背斜谷和向斜山。这种地形与构造不相吻合的现象称地形倒置。

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