第五章褶皱构造.PDF

第五章 褶皱构造 本 章 提 要 本章重点讲述褶皱的基本类型、褶皱要素；褶皱的几何形态分析和描述；褶皱的产状 类型及其组合型式；平行褶皱、相似褶皱和顶薄褶皱；协调褶皱和不协调褶皱；兰姆赛的 褶皱几何分类；褶皱的组合型式（平面和剖面）； 褶皱的形成机制；影响褶皱形成的主要 因素；褶皱的形态研究；地下褶皱构造的研究和褶皱形成时代的研究。 本章难点是褶皱的形成机制、褶皱形态、地下褶皱构造研究和褶皱形成时代的研究。 本章是石油构造地质学的重要章节之一，因此，通过本章的学习，要求学生掌握褶皱 构造的基本概念、类型和基本要素；掌握褶皱的产状分类、形态分类、组合类型及形成机 制；掌握影响褶皱作用的因素、研究内容，地下褶皱构造的研究方法，褶皱形成时代的研 究方法；达到会描述、会评价、会分析褶皱和油气储集的关系；学会编制褶皱地区构造横 剖面图、构造等值线图等，以提高学生对褶皱的综合认识。 第一节 褶皱和褶皱要素 褶皱 （Folds ）是地壳上最基本的构造型式，也是地壳上一种最常见的地质构造，尤其在 层状岩层中表现最为明显。褶皱是地壳中广泛发育的一种构造变动，也是岩石塑性变形的表 现形式 （图5-1）。 图5-1 褶皱形态 褶皱的形态千姿百态、复杂多变。褶皱的规模也是差别极大，大的褶皱长达几十到几千 公里，在卫星照片中可见到区域性褶皱（图5-2A ），如褶皱山系、构造盆地等；小的褶皱则 可以在手标本上出现 （图5-2B ），甚至在显微镜下也可观测到微型褶皱。形成褶皱的面绝大 多数是层理面，但也可以见到变质岩中的劈理面、片理面、片麻理面以及某些岩浆岩中的原 生流面，甚至是节理面或断层面等。 研究褶皱构造的形态、产状、类型、分布、组合及其形成机制等，对揭示一个地区的地 质构造与生产实践的关系极为密切，许多矿产在成因或空间分布上受褶皱构造的控制，甚至 有些矿体本身就是褶皱层，因此，在采矿中，预测褶皱矿体的储量对于制定开采计划极其重 要；在油气勘探工作中，褶皱及其伴生构造中可以形成储集油气的圈闭，选择钻井位置和制 定勘探和开发方案必须了解褶皱的几何形态及规模，所以褶皱构造也是勘探工作的主要对象； 另外，褶皱构造还不同程度的影响着水文地质和工程地质条件，因此，研究褶皱具有非常重 要的理论和实践意义。 A 航空照片拍摄到的褶皱 B 实验室手标本褶皱 图5-2 褶皱规模 一、褶皱概念 （一）褶皱 褶皱（Folds ）是指层状岩石的各种面（如层面、面理面等标志面）受力后所产生的弯曲 变形现象，是岩石塑性变形的具体表现。或者说：原始产状的岩层，在构造运动产生的构造 力作用下发生永久塑性变形所形成的一系列连续弯曲称为褶皱构造（图5-3、图5-4 ）。 褶皱属于不均匀连续变形的范畴，事实上它们也是这类变形中最普遍和最明显的一种。 褶皱仅仅涉及层状岩石。 图 5-3 褶皱中背斜（1、3、5 ）与向斜（2 、4 、6 ）共存 图5-4 褶皱构造（连续弯曲） （a ）水平岩层受力挤压；（b ）岩层的弯曲一个接着一个 左侧为背斜，右侧为向斜 （二）褶皱的基本类型 褶皱构造的基本单位是褶曲，即褶皱构造的单个弯曲。褶曲的基本形式有两种，即背斜 和向斜。褶皱＝n 个褶曲（n ＝1，2，…）＝n 个向斜＋n 个背斜 （图5-3b、图5-4 ）。 （1）背斜（Anticline ）：岩层向上弯曲，核心部位的岩层较老，而向外侧岩层逐渐变新。 多数情况下，背斜的形态为背形 （Antiform ），称为背形背斜，简称背斜，是指岩层向上 弯曲而凸向地层变新的方向，较老地层为核的褶皱（图 5-3b，图 5-5a ）；但在某些复杂情况 下，背斜的形态可以是向形 （Synform ），称为向形背科；是指地层向下弯曲而凸向地层变新 的方向，但核部仍为老地层的褶皱（图5-3c 中的X ）。 （2 ）向斜（Syncline ）：地层向下弯曲，核心部分的地层较新，外侧地层逐渐变老。 多数情况下，向斜