褶皱的成因试卷.ppt

第九章 褶皱成因分析 概述 纵弯褶皱作用（重点） 纵弯褶皱层内的应变分布与小型构造 其它褶皱作用 褶皱成因概述 褶皱成因分析的目的 了解褶皱多样的形态及组合特点 褶皱的区域展布及与地壳运动的关系 对矿产的控制规律 侧压力、重力、岩石力学性质等控制因素在褶皱发育过程中的作用 褶皱层内部应变及其与其它构造的内在联系 褶皱的形成机制 褶皱成因概述褶皱成因分类 据物质运动方式分类 滑动 流动 据作用力方式分类 纵弯 横弯 1.纵弯褶皱作用的发育机制 纵弯褶皱作用：岩层受到顺层挤压力而形成褶皱的作用 岩层之间的力学性质差异起主导作用 硬层主动褶皱 软层被动缩短 纵弯褶皱作用单层褶皱的发育机制 岩层褶皱的阻抗来自强硬层内部和相邻的软弱层 强硬层内部，趋于形成大波长 软弱层，阻止大波长形成 根据最小功原理，褶皱波长为二者之间的调和中间值 纵弯褶皱作用褶皱主波长理论 Biot 等根据计算和实验提出 把岩层视作弹性板 d——岩层厚度；?1——强层粘度；?2——弱层（基质）粘度 主波长理论表明：初始主波长与强岩层的厚度和强岩层与介质的粘度比有关，而与作用力无关 纵弯褶皱作用褶皱主波长理论 褶皱主波长与强岩层厚度成正比 纵弯褶皱作用褶皱主波长理论（?1/ ?2） 褶皱主波长与强岩层粘度(?1)与介质粘度（ ?2 ）的比值有关 2种典型（极端）情况 ?1/ ?2 50 ——来自基质的阻抗很小（设想为强岩层处于近于自由空间的环境中） ?1/ ?2 10 ——来自基质的阻抗很大（强岩层难以自由褶皱变形） 纵弯褶皱作用褶皱主波长理论（?1/ ?2 50 ） ?1/ ?2 50——来自基质的阻抗很小 纵弯褶皱作用褶皱主波长理论（不同的粘度比） 纵弯褶皱作用褶皱主波长理论 粘度比小，形成肠状褶皱 纵弯褶皱作用多层岩层的褶皱发育 控制褶皱形态的影响因素 各层的能干性 相邻层互相影响 强层间的距离 接触应变带的宽度 纵弯褶皱作用接触应变带 接触应变带指的是“硬层”褶皱对介质的影响范围。接触应变带以外，介质不产生明显的褶皱，仅仅发生均匀缩短 接触应变带的宽度 强硬层初始主波长（Ｗi） 纵弯褶皱作用接触应变带与强硬层间距 两“硬层”间隔远，互不影响，形成各自的特征波长褶皱，整个岩系不协调 纵弯褶皱作用接触应变带与强硬层间距 两“硬层”间隔小，相互干扰，但厚度、粘度相同，形成协调褶皱 纵弯褶皱作用接触应变带与强硬层间距 不规则互层岩系 硬层间隔小（位于接触应变带内），各层的粘度、厚度不同，形成复协调褶皱 纵弯褶皱作用规则互层岩系的褶皱 令： n = d2 / d1 d1 ——硬层厚度 d2 ——软层厚度 μ1μ2 μ1——硬层粘度 μ2——软层粘度 纵弯褶皱作用多层规则相间的强硬层的褶皱 n高（软层较厚）， μ1/μ2低 纵弯褶皱作用多层规则相间的强硬层的褶皱 n中等，μ1/μ2低，褶皱形态明显，进一步压扁后成压扁的平行褶皱 纵弯褶皱作用多层规则相间的强硬层的褶皱 n小(软层很薄)，μ1/μ2低，岩层普遍压扁 纵弯褶皱作用多层规则相间的强硬层的褶皱 n高（软层较厚）形成相似褶皱，μ1/μ2高 纵弯褶皱作用多层规则相间的强硬层的褶皱 n中等， μ1／μ2高，发育尖棱状褶皱 纵弯褶皱作用多层规则相间的强硬层的褶皱 n低，μ1/μ2高(薄的硬层岩系，夹少量软层起润滑作用) 没有初始特征波长，形成膝折—不规则尖棱褶皱 2. 纵弯褶皱作用的应变分布型式 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。 纵弯褶皱层内的应变分布与小型构造弯流作用与弯滑作用 视频：弯滑褶皱和弯流褶皱 弯滑褶皱作用的特点： 单层纵弯曲的应变状态及内部小构造 ②各相邻层的上层相对向背斜转折端滑动，下层则向相邻向斜的转折端滑动。一方面在层面上形成垂直于枢纽的擦痕，另一方面在转折端形成空隙，造成虚脱现象。 纵弯褶皱层内的应变分布与小型构造弯流褶皱内的应变分布 平面应变 IＢ平行式，但无中和面 褶皱面为剪切面，相当“圆切面”（无应变） 正交剖面上，λ1方向呈“反扇形”，转折端处无应变，拐点处应变最强 线理在赤平投影图上的变位轨迹为小圆 纵弯褶皱层内的应变分布与小型构造弯流褶皱内应变分布 注意与中和面褶皱作用应变分布形式（左上）的对比 纵弯褶皱层内的应变分布与小型构造弯滑褶皱中的次级小型构造 韧性夹层中的小构造 不对称小褶皱 层间劈理 脆性层中的小构造 层面擦痕（垂直于褶皱轴） 层间破碎带 转折端虚脱，可以形成鞍状脉和矿体 弯流作用发生在韧性高的层中，以发育反扇形板劈理（或褶劈理）为特征 强硬层与软弱层