地质学基础：第七章 褶皱构造.pdf

第二节 褶皱构造 褶皱构造：褶皱构造：岩层受外力作用呈现一系列的波状弯波状弯 曲而未丧失其连续完整性曲而未丧失其连续完整性的地质构造 核下构造 一、褶皱和褶皱要素 （一）概述 1、褶皱：层状岩石受力后所产生的弯曲变形现象 2 2、褶曲：、褶曲：褶皱构造中的单个弯曲褶皱构造中的单个弯曲 背斜与向斜构造示意图背斜与向斜构造示意图 第十一章 地壳变形与海陆变迁 三 褶皱构造 地形地形 背斜山、向斜谷与地形倒置背斜山、向斜谷与地形倒置 A、B两图左侧为向斜、右侧为背斜 3 3、褶曲的基本形态：、褶曲的基本形态： 背斜：背斜：岩层向上弯曲；核部层位老，两翼层位新；岩层向上弯曲；核部层位老，两翼层位新；对同一层面，中心数值对同一层面，中心数值 高，四周数值低高，四周数值低 向斜：向斜：岩层向下弯曲；核部层位新，两翼层位老；岩层向下弯曲；核部层位新，两翼层位老；对同一层面，中心数值对同一层面，中心数值 低，四周数值高低，四周数值高 背斜与向斜：根据组成褶皱的中心地层（核部背斜与向斜：根据组成褶皱的中心地层（核部 ）和两）和两 侧地层（两翼）的新、老关系，将褶皱分为两种基本侧地层（两翼）的新、老关系，将褶皱分为两种基本 类型：背斜和向斜。

类型：背斜和向斜 背斜是核部由老地层、翼部由新地层组成的褶皱背斜是核部由老地层、翼部由新地层组成的褶皱 向斜是核部由新地层、翼部由老地层组成的褶皱向斜是核部由新地层、翼部由老地层组成的褶皱 地层的重复出现地层的重复出现 C AA PTP TT3 AA T2T1T2T1 T P P T C T3 T2 T1 T1 T2 地层的重复出现地层的重复出现 S AA D O S AA D O O D S SO OSS DD C AA PTP TT3 AA T2T1T2T1 CPTTPT3T2 T1 T2T1 褶皱的构造形态褶皱的构造形态 （二）褶曲要素 指褶曲的各个组成部分和确定其形态的几何要素 1 1、核：又叫核部、核：又叫核部 2 2、翼：又称翼部、翼：又称翼部 3 3、转折端、转折端 4 4、枢纽、枢纽 5 5、轴面、轴面 6 6、轴迹、轴迹 7 7、脊、脊线、脊、脊线 8 8、槽、槽线、槽、槽线 核：核：出露在地表上的褶皱中心部分的岩层出露在地表上的褶皱中心部分的岩层 翼：翼：褶皱核部两侧对称出露的岩层褶皱核部两侧对称出露的岩层 转折端：转折端：褶皱两翼相互过渡的弯曲部分。

褶皱两翼相互过渡的弯曲部分 背斜在平面上的转折端也称为倾伏端背斜在平面上的转折端也称为倾伏端 枢纽：枢纽：褶皱的同一层面上各最大弯曲点的联线褶皱的同一层面上各最大弯曲点的联线 枢纽的倾斜称为倾伏枢纽的倾斜称为倾伏 褶曲构造 背斜 轴面轴面(枢纽面枢纽面)：：连接褶皱各层的枢纽所构成的面连接褶皱各层的枢纽所构成的面 轴迹：轴迹：轴面与任何平面轴面与任何平面(包括地面包括地面)的交线 油 气 闭合度：闭合度：背斜顶到溢出点之间的高差背斜顶到溢出点之间的高差在构造等高在构造等高 线图上，则是最高等高线与最低的闭合等高线之间线图上，则是最高等高线与最低的闭合等高线之间 的高差 闭合面积：闭合面积：闭合构造内最低闭合构造内最低条完全闭合的构造等条完全闭合的构造等 高线所包围的面积指的是平面面积高线所包围的面积指的是平面面积 溢出点：溢出点：油气充满油气充满 后最先溢出的点后最先溢出的点 二、褶皱的形态描述及分类二、褶皱的形态描述及分类 （一）（一） 横剖面上的褶皱形态横剖面上的褶皱形态 1 1、根据轴面产状，结合两翼产状特征，、根据轴面产状，结合两翼产状特征，褶皱形态分为褶皱形态分为 （（1 1）直立褶皱：）直立褶皱：轴面近直立，两翼倾向相反，倾角大致相等。

轴面近直立，两翼倾向相反，倾角大致相等 （（2 2）斜歪褶皱：）斜歪褶皱：轴面倾斜，两翼倾向相反，倾角不等轴面倾斜，两翼倾向相反，倾角不等 （（3 3）倒转褶皱：）倒转褶皱：轴面倾斜，两翼倾向相同，其中一翼倒转轴面倾斜，两翼倾向相同，其中一翼倒转 （（4 4）平卧褶皱：）平卧褶皱：轴面近水平，一翼地层正常，其中一翼倒转轴面近水平，一翼地层正常，其中一翼倒转 （（5 5）翻卷褶皱：）翻卷褶皱：轴面弯曲的平卧褶皱轴面弯曲的平卧褶皱 按照轴面产状分为：按照轴面产状分为： 直立褶曲、倾斜褶曲、倒转褶曲、平卧褶曲直立褶曲、倾斜褶曲、倒转褶曲、平卧褶曲 2、根据两翼夹角大小 平缓褶皱：翼间角120180 开阔褶皱：翼间角70120 闭合褶皱：翼间角3070 紧闭褶皱：翼间角101 长轴褶皱：长宽比51101 短轴褶皱：长宽比3151（A、B） 穹隆构造：长宽比近于11的背斜构造（C） 构造盆地：长宽比近于11的向斜构造（D） 穹隆构造：穹隆构造：长宽比长宽比<31的的背斜背斜构造构造 构造盆地：构造盆地：长宽比长宽比<31的的向斜向斜构造构造 穹隆穹隆<2 短轴背斜短轴背斜 长宽比：35 长轴背斜长轴背斜 长宽比：510 三、褶皱的组合型式三、褶皱的组合型式 （一）剖面组合型式（一）剖面组合型式 1 1、复背斜和复向斜、复背斜和复向斜 由一系列次级甚至更低级的褶皱组成的巨大背斜和向由一系列次级甚至更低级的褶皱组成的巨大背斜和向 斜。

次级褶皱的轴面常向复背斜或复向斜的核部收敛次级褶皱的轴面常向复背斜或复向斜的核部收敛 复背斜和复向斜大都经历过多次构造变形复背斜和复向斜大都经历过多次构造变形常出现在构造运动常出现在构造运动 强烈的地区强烈的地区 2、隔档式和隔槽式褶皱 特点：变形强度不相同，较紧闭的褶皱与较开阔的褶皱相间排列，褶皱的轴向平行 隔档式：背斜窄而紧闭，形态完整清楚，线状延伸，向斜开阔平缓 四川盆地东部四川盆地东部 隔档式褶皱隔档式褶皱 贵州正安以东地贵州正安以东地 区隔槽式褶皱区隔槽式褶皱 隔槽式：隔槽式：背斜开阔呈箱状，向斜紧闭狭窄，形态完整清楚，背斜开阔呈箱状，向斜紧闭狭窄，形态完整清楚， 线状延伸线状延伸 四川旺卷县的平行褶皱四川旺卷县的平行褶皱 平行状褶皱平行状褶皱：：一系列背斜和向斜相间平行排列，由区域水平挤压应力一系列背斜和向斜相间平行排列，由区域水平挤压应力 场形成 2、平面组合形式：、平面组合形式： 柴达木盆地红三旱地区雁列褶皱柴达木盆地红三旱地区雁列褶皱 雁行状褶皱：雁行状褶皱：由由一系列轴线错开呈斜列展布、形如“雁行”的背斜和向 斜组成反映受区域水平力偶(扭应力)作用而形成 分枝状组合：分枝状组合： 形似树枝分叉、一端收敛、一 端撒开。

当延伸方向分成多枝、形为帚 状时称为帚状组合 由旋扭运动形成 帚状褶皱：帚状褶皱：一系列相间排列的背斜和向斜，向一端收敛，向另端撒开， 形如扫帚由区域水平旋扭应力场所形成 弧形褶皱：弧形褶皱： 排列成弯弧，不均匀的水平挤 压运动所造成 四、褶皱的形成机制四、褶皱的形成机制 1 1、纵弯褶皱作用、纵弯褶皱作用顺层或水平方向的挤压力顺层或水平方向的挤压力 弯滑作用、弯滑作用、弯流作用弯流作用 纵弯褶皱的弯滑作用 a-变形前；b-变形后 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 单层弯滑褶皱作用中的应变分布型式 中和面 2、横弯褶皱作用横弯褶皱作用与岩层面相垂直的外力作用 横弯褶皱作用引起的弯流作用横弯褶皱作用引起的弯流作用 注意层间小褶皱轴面产状正好与纵弯作用引起的层间小褶皱产状相反 1-弧形隆起基底；弧形隆起基底；2、、3、、4-泥质岩层泥质岩层 四四、、同沉积褶皱：同沉积褶皱： 1、、同沉积褶皱同沉积褶皱在岩层形成过程中逐渐变形而成在岩层形成过程中逐渐变形而成 形成因素：形成因素： 基底局部上隆基底局部上隆 盐岩等塑性岩石流动盐岩等塑性岩石流动 2、同沉积褶皱的特征： （1）总形态为开阔褶皱； （2）两翼倾角上缓下陡； （3）背斜核薄翼厚，向斜核厚翼薄； （4）背斜顶部沉积浅水粗粒物质，翼部沉积较细物质，向斜 中心沉积细粒物质； 五、褶皱的观察和研究 （一）研究意义 1. 推断地质构造的形成规律和地质发展历史 2. 寻找油气圈闭 （二）褶皱形态研究（二）褶皱形态研究 研究褶皱主要是通过野外观察和填图，结合各种地质勘探手段研究褶皱主要是通过野外观察和填图，结合各种地质勘探手段(如物探、钻井、如物探、钻井、 测井等测井等)和航空地质图象解译等所取得的地质资料的综合研究。

和航空地质图象解译等所取得的地质资料的综合研究 1、露头区褶皱的研究、露头区褶皱的研究 在露头区主要研究褶皱的形态、褶曲内部的小构造、褶曲的完整程度、褶皱 的展布方式等 2、覆盖区褶皱的研究、覆盖区褶皱的研究 覆盖区褶皱的研究主要应用钻井录井资料，物探资料，地层倾向倾角资料钻井录井资料，物探资料，地层倾向倾角资料 等 受 断 裂 带 破 坏 的 背 斜 构 造 A-含铜砂岩组顶面构造图；含铜砂岩组顶面构造图；B-横剖面图横剖面图 1-等深线（m）；2-盐株；3-含气边界；4-断层；5-气；6-水 A 钻 井 地 质 对 比 剖 面 （三）褶皱形成时代的确定 通常采用角度不整合分析法、岩性厚度分析法通常采用角度不整合分析法、岩性厚度分析法 、同位素年龄测定法同位素年龄测定法 褶曲形成时代判别 C C C P P T T P J3 J3 J2 J2 K2 图中的两个不整合面图中的两个不整合面 ：： 1 1、、K K与下伏地层之间的与下伏地层之间的 不整合接触面；不整合接触面； 2 2、、J J2 2与下伏地层之间与下伏地层之间 的不整合接触面；的不整合接触面； 由由C C、、P P和和T T组成的褶皱组成的褶皱 经历了两次地壳褶皱形经历了两次地壳褶皱形 成的成的。

一次发生在三叠一次发生在三叠 纪一中侏罗世之间的早纪一中侏罗世之间的早 侏罗世第二次发生在晚侏罗世第二次发生在晚 侏罗世与晚白垩世之间侏罗世与晚白垩世之间 的早白垩世的早白垩世 圈闭的封闭条件圈闭的封闭条件 。