我们常常用“翻天覆地”来形容变化巨大而彻底,或者闹得很凶。而在地质学家看来,“翻天”是不太可能的,“覆地”倒是可以有。构造运动,就是地球内部的自然力作用于地壳,使其凹凸起伏。人们常见的岩层褶皱构造,就是地质学中的一种典型“覆地”。由褶皱岩层组成的山地常常别有风味,如那云雾缭绕的巫山,神女峰高耸入云,江水湍急气派,这样的美景则有一部分归功于“背斜”。除了在诗词长河中占有一席之地的巫山,像天山、祁连山、秦岭等大山脉也都是褶皱山。今天就带大家深入了解地学意义上的“褶皱”。
(明显的褶皱形态)
三、褶皱
褶皱是岩层受力变形产生的一系列连续弯曲,也称褶曲。岩层褶皱后原有的位置和形态均已发生改变,但其连续性未受到破坏。褶皱是由相邻岩块发生挤压或剪切错动而形成的,是构造作用的直观反映。褶皱的形态多样,大小不一,依其形成环境和条件而定
(一)褶皱的几何要素
核: 褶皱岩层的中心。
翼: 褶皱岩层的两坡。
弧尖: 层面上的最大弯曲点的连线。
枢纽: 单个层面最大弯曲点的连线,或同一层面上弧尖的连线。枢纽可以是直线,也可以是曲线。
轴面: 褶皱两翼近似对称的面(假想面)。它可以是曲面,其产状随着褶皱形态的变化而变化。轴面与褶皱的交线,就是枢纽。
轴线(轴迹):轴面与水平面或地面的交线。
褶皱的长、宽、高是决定褶皱大小的三要素,以同一褶皱层为测量基准。长即枢纽的长度;宽是相邻两背斜(或向斜)弧尖之间的距离,在横剖面(垂直枢纽的切面)上量测;高是相邻背斜弧尖与向斜弧尖的距离,在横剖面上顺着轴面形迹量测。
(褶皱的长宽高示意图)
(二)褶皱的类型
褶皱的基本类型是背斜和向斜。原始水平岩层受力后向上凸曲者,称为背斜,向下凹曲者称为向斜。在直立或倾斜褶皱岩层的横剖面上,凡背斜者,核部岩层的时代最老,朝两翼依次变新;凡向斜者,核部的岩层时代最新,朝两翼依次变老。”背斜和向斜常是并存的。相邻背斜之间为向斜,相邻向斜之间为背斜。相邻的向斜与背斜共用一个翼。
1.根据轴面产状,褶皱可进一步分为:
直立褶皱:轴面近于直立,两翼倾向相反,倾角近于相等。
倾斜褶皱:轴面倾斜,两翼岩层倾斜方向相反,倾角不等。
倒转褶皱:轴面倾斜,两翼岩层向同一方向倾斜,倾角不等。其中一翼岩层为正常层序,另一翼岩层为倒转层序。如两翼岩层向同一方向倾斜,且倾角相等则称为同斜褶皱。
平卧褶皱:轴面近于水平,两翼岩层产状近于水平重叠,一翼岩层为正常层序,另一翼岩层为倒转层序。
2.根据横剖面的形态,褶皱分为:
扇形褶皱:在横剖面上呈扇形展开,两翼岩层均为倒转层序。
箱形褶皱:在横剖面上呈箱形,两翼岩层陡立,而底部或顶部岩层平缓。
单斜:岩层向一个方向倾斜并向下逐渐过渡为水平产状。
(扇形、箱型、单斜)
3.根据枢纽产状,褶皱分为:
水平褶皱:枢纽近于水平延伸,两翼岩层走向平行。
倾伏褶皱:枢纽向一端倾伏,两翼岩层走向发生弧形合围。对背斜来说,合围的尖端指向枢纽倾伏方向;对向斜来说,合围的开口方向指向枢纽的倾伏方向。
4.根据长、宽的比率,褶皱分为:
线状褶皱:长为宽的10倍以上,常达数十倍。
短轴褶皱:长为宽的3-10倍。
穹与盆:长为宽的3倍以下。上凸者为穹,下凹者为盆。
(穹与盆示意图)
5.根据褶皱组合方式,褶皱分为:
复背斜与复向斜:大规模的背斜两翼被次一级的褶皱复杂化者,称为复背斜。大规模的向斜两翼被次一级的褶皱复杂化者,称为复向斜。
隔挡式褶皱与隔槽式褶皱:由一系列紧闭尖棱背斜和开阔平缓向斜相间排列而成的褶皱,称为隔挡式褶皱;由一系列紧闭的向斜和开阔平缓背斜相间排列而成的褶皱,称为隔槽式褶皱。这类组合褶皱多属于浅部褶皱,是一种有利的油气盖层构造。在我国,这类褶皱广泛发育在四川、湖南、贵州等地区。
(背斜窄、向斜宽的隔挡式褶皱)