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01
褶皱
作为地壳中广泛发育的
地质构造形态之一，
褶皱是岩层在构造运动作用下
所产生的一系列弯曲。
褶皱中的单个弯曲称为褶曲。
褶皱的形成
褶皱的形态多种多样，
规模有大有小。
小的在手标本中可见，
大的宽达几十公里、
延伸长达几百公里。
褶皱（图源@EGU）
褶皱的要素（组成部分）
主要包括核、翼、
转折端、枢纽、轴面等。
组成褶皱中心部分的岩层
被称为核（ core），
其范围是相对的。
一般将位于褶皱内部的
某一地层定为核。
若是剥蚀后
出露于地面的褶皱核，
通常指最中心的地层。
褶皱核部两侧平弧状的
岩层称为翼（limb），
相邻的两个褶曲之间的翼
是共有的。
从褶皱一翼向另一翼过渡的
弯曲部分称为转折端
（ hinge zone of fold）
其形态多为圆滑弧形，
有时也呈尖棱状、箱状或扇状。
曲岩层的层面与轴面交线
称枢纽（ hinge of fold）。
枢纽可以是水平的、
倾斜的、 直立的或
波状起伏的。
它表示褶曲在其延长方向上
产状的变化。
连接同一褶皱各岩层枢纽
所构成的面被称为轴面
（ axial plane）。
轴面可以是平面，
也可以是曲面。
轴面产状可以是直立、
倾斜或 水平的。
褶皱的基本类型有两种，
即背斜（ anticline）和
向斜（ syncline）。
背斜可成山岭，亦可成低地；
向斜可成低地，亦可构成山岭。
因此，地形上的高低并不是
判别背斜与向斜的标志。
褶皱的基本类型虽然只有两种，
但褶皱的具体形态却多种多样。
以轴面倾角为横坐标，
枢纽倾伏角为纵坐标，
褶皱可包括7种主要类型。
褶皱形成时期都和
某时期地壳运动有关。
确定褶皱形成时期，
也是观察、 研究
褶皱的重要工作，
常应用角度不整合分析法。
基本原则是，
褶皱的形成年代为组成褶皱的
最新岩层年代之后与
覆于褶皱之上的
最老岩层年代之前。
如角度不整合面
上下地层都已褶皱，
但它们的延伸方向和
形态各自不同，
这说明至少发生过两次褶皱。
随着褶皱次数增多，
早期褶皱逐渐强烈、 复杂。
褶皱（图源@Geology Science）
确定褶皱形成时期
还有其他方法，
如根据与褶皱岩层相接触的
岩浆岩体中或岩层中
矿物同位素年龄的测定等。
玄武岩褶皱（图源@Tyler Knudsen）
02
节理
节理是指岩石中的破裂，
这种破裂以两侧岩石未发生
明显的相对位移为特征，
分布极为广泛。
节理（图源@wilson44691）
在不同地区、
不同的地质构造部位
以及不同类型的岩石中，
节理的发育程度是不同的，
其长度、 密度
往往相差悬殊。
它们在坚硬的岩石中
往往成群出现，
长度从几厘米到几十米。
在同一地段， 同一露头上
也可以看到许多产状不同，
性质不同的节理。
各种节理（图源@文献[3]）
节理根据形成的力学性质，
可分为剪节理和张节理。
张节理是张应力超过
岩石抗张强度所形成，
节理面垂直张应力方向；
剪节理是剪切应力超过
岩石抗剪强度所形成。
剪节理产状较稳定，
沿走向和倾向延伸较远。
剪节理面较平直光滑，
有时具有因剪切滑动
而留下的擦痕。
发育于砾岩和
砂岩等岩石中的剪节理，
一般切割砾石和胶结物。
典型的剪节理常常组成
共轭 X 型节理系。
张节理产状稳定性较差，
延伸不远。
张节理面粗糙不平，
无擦痕。
张节理多开口，
常常被矿脉充填成楔形、
扁豆形及其他不规则形状。
在砾岩或砂岩中的张节理
常常绕砾石或粗砂粒而过。
张节理有时成不规则的
树枝状、各种网络状，
有时也具一定几何形态等。
节理与断层、 褶皱往往伴生。
在岩层受弯曲形成褶皱或
活动形成断层的过程中，
褶皱和断层周围可能会在
相应的作用力下产生
张节理和剪节理。
（图源@SlideShare）
节理在野外常成群成组出现，
根据岩石露头上节理组的
交叉切割和限制关系，
可以划分出节理
（图源@文献[4]）
一般来说，被切割的节理组
比切割它的节理组形成早；
若一组节理被
另一组节理限制发育，
则被限制发育的节理
（图源@文献[3]）
03
断层
岩石受力达到一定强度，
破坏了它的连续完整性，
发生断裂并且沿着
断裂面（带）两侧的岩层
发生显著的位移，
即形成断层。
04
劈理和线理
劈理和线理是地壳上
特别是变质岩区和
强烈构造变形地带最常见的
构造形态之一，
是构造地质研究的重要对象。
劈理是岩石沿着一定方向
平行排列的、 密集的，
能劈开成薄板或
薄片的一种构造形态。
劈理在强烈褶皱岩层、
断层两侧和变质岩中
分布较多。
劈理的压实
劈理发育在岩石变形过程中
的塑性变形到断
裂变形的过渡阶段。
通常未破坏岩石连续完整性，
因此劈理不能简单理解为
岩石的破裂变形。
纯剪切形成的劈理（上）和简单剪切形成的劈理（下）
劈理面之间
的岩石窄片称为微劈石，
劈理面之间的距离叫间距。
大多数劈理分布较为密集，
间距多为1~2毫米至几厘米，
不足1毫米的也很常见。
劈理域（深色）和微劈石（浅色）（图源@文献[1]）
破劈理是一种剪烈现象，
表现为一组密集的破裂面，
多发育在强岩层
所夹的弱岩层中，
岩石中的矿物通常
无定向排列现象。
流劈理是一种穿层劈理。
此种劈理沿劈理面方向
矿物定向排列和重结晶明显，
常使岩石原始成层构造
（ 如层面）消失或
仅留下轻微痕迹。
线理是岩层中的
小型和微型的
相互平行的线状构造形态。
例如岩石中的角闪石、
蓝晶石或红柱石晶体的长柱
作平行定向排列，
就构成了线理。
广义的线理包括沉积岩、
岩浆岩和变质岩中
所有的线状构造。
从成因上，可将线理分为
原生线理、 次生线理和
矿物生长线理。
原生线理最典型的例子
就是流线。
流线是侵入岩岩体中
针状、 柱状等矿物
作定向平行排列而成的，
也可以由
暗色矿物透镜状析离体和
长条形捕虏体顺长轴方向
定向排列而成。
次生线理是岩石在变形时
产生的一类线状构造，
如香肠构造、 窗棂构造和
杆状构造等。
香肠构造是强硬岩层
（ 如石灰岩、 砂岩）
与软弱岩层（ 各种泥质岩石）
互层的岩系， 在垂直于层面
的挤压力作用下
所形成的一种构造。
香肠构造（图源@PePeEfe）
在横剖面上，
强硬岩层不易塑性变形
而被拉断成各不连续的块体，
样子很像一串香肠，
故称香肠构造。
香肠构造的形成（图源@Britannica）
窗棂构造（图源@文献[5]）
岩石强烈变形和
变质作用过程中，
沿垂直压应力方向所产生的
针状矿物、 柱状矿物或
矿物集合体的平行定向排列，
常构成很好的线状构造，
这种线状构造称为
矿物生长线理。
[1] 徐开礼, 朱志澄. 构造地质学-第二版[M]. 地质出版社, 1989.
[2] 柴登榜. 矿井地质工作手册.2[M]. 煤炭工业出版社, 1986.
[3] Classification systems and use of geological data. Arild Palmström, PhD
[4] Ziegler M , Loew S , Moore J R . Distribution and inferred age of exfoliation joints in the Aar Granite of the central Swiss Alps and relationship to Quaternary landscape evolution[J]. Geomorphology, 2013, 201(nov.1):344-362.
[5] Urai J L , Spaeth G , Zee W , et al. Evolution of mullion (formerly boudin) structures in the Variscan of the Ardennes and Eifel[M]. 2001.