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褶皱构造与褶皱运动褶皱构造是我们常见的岩石或地层的弯曲现象，它作为一种基本构造型式在地壳岩石中普遍存在，表现为岩石中的各种面（如地层层面、变质岩中的叶理面、岩浆岩中的流面、断层面、不整合面等）的弯曲。自然界的褶皱千姿百态、复杂多样。褶皱规模也变化极大，小至手标本或显微镜下的微观褶皱，大至卫星相片上的区域性或地壳规模褶皱。褶皱的研究对于揭示一个地质构造及其形成发展具有重要意义，另一方面，许多矿产，包括金属、非金属、煤、石油、地下水等都受褶皱构造的影响和控制。因此，褶皱构造的研究具有重要理论和实际意义。一、褶皱与褶皱要素.褶皱的基本类型岩石中发生弯曲形成褶皱的面为褶皱面，它可以是层理、劈理或不整合面等。从单一褶皱面的弯曲形态看，褶皱面上凸弯曲的褶皱为背形，下凹弯曲的褶皱为向形，褶皱面既不上凸也不下凹，而是凸向两侧的褶皱为中性褶皱（图2-3-1）。对于沉积岩层而言，把最老地层位于核部的褶皱称为背斜，最新地层位于核部的褶皱称为向斜。尽管在大多数情况下背形常常就是背斜，向形就是向斜，但在已倒转岩层中发育的褶皱常表现为向形式背斜和背形式向斜，这种褶皱在叠加褶皱地区普遍发育。.褶皱要素为了分析研究自然界千姿百态的褶皱构造，首先需要对组成褶皱的某些特定部位及其几何上的点、线、面等要素进行定义，通称其为褶皱要素（图2-3-2）。枢纽同一褶皱面上最大弯曲点的连线，可以是直线，也可以是曲线；可以是水平线，也可以是倾斜线。枢纽的方位角通常称为褶皱的轴向。枢纽的产状通常用倾伏向和倾伏角定义，倾伏向即枢纽的倾伏方向，指在包含枢纽线的直立面上测量的与枢纽倾伏方向一致的直立面的走向，倾伏角为枢纽与包含枢纽的直立面走向线之间的锐夹角。图2-3-1褶皱面弯曲的基本几何形态类型Fig.2-3-1Basicgeometricpatternsoffoldedsurfaces
a-背形b-向形c,d-中性褶皱核或核部褶皱中心部位的岩层或岩石。翼或翼部泛指褶皱两侧比较平直的部分，准确地说，指褶皱中两个相邻枢纽之间的褶皱面区图2-3-2褶皱几何要素示意图Fig.2-3-2Geometricalelementsofafold拐点、拐线在垂直褶皱枢纽的横截面上，相邻的背形和向形共用翼常呈S型弯曲，褶皱面不同凸向的两部分之间的转折点为拐点。如果翼平直，则取其中点为拐点。同一褶皱面上各拐点的连线为拐线。轴面同一褶皱中各相邻褶皱枢纽连成的面为轴面。轴面是一设想的标志面，可以是平面，也可以是曲面。轴迹轴面与任一平面的交线称为轴迹。轴面与地表的交线是十分重要的轴迹。翼间角指两翼之间的内夹角，圆弧形褶皱的翼间角是指正交剖面上通过两翼拐点的切线之间的夹角。脊线和槽线同一褶皱面上沿背形最高点的连线为脊线，沿向形最低点的连线称为槽线。波长和波幅波长和波幅是量度褶皱规模大小的要素。其度量方法如图2-3-3所示。在褶皱的横切面（正交剖面）中，So'为褶皱的包络线（面），m为连接褶皱拐点的中间线（面），对称褶皱的波长（W）为一个周期性波长的长度，即两个相间拐点之间的距离，波幅（A）为包络线和中间线之间的距离；不对称褶皱的波长有两种定义，波长（Wm）和波幅（Am）与以上定义相同，而波幅（Aa）为包络线和中间线之间轴迹的长度，波长（Wa）为通过两个相间拐点并平行轴迹的两条线间的距离。
图2-3-3褶皱的波长（W）和波幅（A）（据Ramsay,1967）Fig.2-3-3Thewavelengthsandamplitudesoffolds（fromRamsay,1967）a-对称褶皱波长（W）和波幅（A）；b-不对称褶皱波长（Wm,Wa）和波幅（Am,Aa）So'-包络面；mm-中间面（拐面）；0-轴面与中间面的锐角；i-拐点二、褶皱的几何形态描述褶皱最显著的特征是其几何类型（通常称褶皱样式）的复杂多变。然而，褶皱三维空间上的几何形态又很难直观地观察到（小型褶皱除外），因此，在对褶皱的研究过程中，地质学家们常常从不同的断面和不同的角度观察和描述它们的形象特征，从而出现了大量的褶皱名称和术语，下面从几个方面分述一些最常见的褶皱形态类型和术语。（一）横截面上褶皱形态的描述横截面或正交剖面，是指与褶皱枢纽垂直的剖面，图2-3-4为褶皱的水平面、横剖面（直立剖面）和横截面（正交剖面）之间的关系，很显然，正交剖面可以真实反映褶皱的弯曲形态。图2-3-4褶皱的水平面、横截面和横剖面的关系Fig.2-3-4Thehorizontal,verticalandnormalsections1.根据轴面和两翼的产状描述褶皱轴面直立、两翼倾向相反，倾角近似相等时，称为直立褶皱；轴面倾斜，两翼倾向相反，但倾角不等时，为斜歪褶皱；轴面倾斜，两翼倾向相同时为倒转褶皱；轴面水平时，为平卧褶皱（图2-3-5）；2.根据翼间角的大小描述褶皱翼间角的大小反映了褶皱的紧闭程度，也反映了褶皱变形的强度，是描述褶皱形态的一个重要方面。在出露良好横截面的露头上，可以直接测量翼间角；或者测量褶皱两翼的产状，利用赤平投影的方法求得翼间角。倒伏方向斜至褶皱平卧褶皱 倒转褶皱 直立褶皱图2-3-5根据轴面和两翼产状描述褶皱(据Mattauer，1986)Fig.2-3-6Foldclassificationwithoccurrencesofaxialplaneandthetwolimbs(fromMattauer,1986)根据翼间角的大小，可将褶皱描述为以下几类：平缓褶皱翼间角小于180°，大于120°。开阔褶皱翼间角小于120°，大于70°。中常褶皱翼间角小于70°，大于30°。紧闭褶皱翼间角小于30°，大于5°。等斜褶皱翼间角在5°到0°之间根据褶皱的对称性描述褶皱如果褶皱的轴面与中间面垂直，且两翼的长度基本相等，则为对称褶皱（图2-3-3a），否则均为不对称褶皱（图2-3-3b）。根据褶皱面的弯曲形态描述褶皱从褶皱面弯曲的几何形态看，褶皱面呈弧形弯曲，称为圆弧状褶皱（图2-3-6a）；两翼平直，转折端呈尖角状，且两翼长度相等，称为尖棱状褶皱或锯齿状褶皱（图2-3-6b）；两翼长度不等，称为膝折（图2-3-6e）；两翼陡而转折端平直，褶皱呈箱状，常具一对共轭轴面，称箱状褶皱或共轭褶皱（图2-3-6c）；褶皱面呈扇状弯曲，称扇形褶皱（图2-3-6d）；当褶皱面完全闭合呈眼球状时，称眼球状褶皱；缓倾褶皱面的一段突然变陡，形成台阶状弯曲，称为挠曲或膝折。图2-3-6根据褶皱的弯曲形态描述的褶皱（说明见正文）
Fig.2-3-6Foldclassificationwithfoldpatterns根据褶皱内各层弯曲形态的关系描述褶皱褶皱中各层弯曲形态基本一致或呈有规律的渐变关系，称协调褶皱。反之， 褶皱中各层弯曲形态明显不同，称之为不协调褶皱。不协调褶皱比较普遍。根据褶皱岩层的厚度变化、曲率大小变化描述褶皱褶皱岩层的厚度变化和弯曲曲率变化也是褶皱形态变化的一个重要方面。传统上，据此描述褶皱基本上是围绕两个几何模式，即平行褶皱和相似褶皱。在平行褶皱中，同一岩层垂直岩层层面的厚度在整个褶皱中是恒定不变的，因此，也称之为等厚褶皱。同心褶皱是平行褶皱的一个特例，即褶皱的各单个褶皱面几乎具相同的曲率，在横截面上呈圆弧状。在相似褶皱中，同一岩层的厚度变化相当大，褶皱转折端的厚度大，翼部的厚度小，这样的褶皱也称为顶厚褶皱。相似褶皱各褶皱面的弯曲形态相似，在平行轴面方向上量度同一褶皱层顶底面间的距离（视厚度）处处相等，因此，相似褶皱为顶厚褶皱的一种特例。此外，还有一种褶皱，转折端厚度小，翼部厚度大，称之为顶薄褶皱。（二）其它褶皱形态描述1.纵切面上的褶皱形态：包含褶皱枢纽的铅直剖面为纵切面。根据枢纽与水平面的关系，可将褶皱描述为：水平褶皱（枢纽倾伏角在0°-10°），倾伏褶皱（枢纽倾伏角在10°-80°）和倾竖褶皱（枢纽倾伏角在80°-90°）。2.平面上的褶皱形态：即褶皱在地表面出露的形态。同一褶皱面的延伸长度和两翼宽度之比小于3:1时，称为等轴褶皱，等轴背斜又称穹隆构造，等轴向斜又称构造盆地；当长宽比在3:1-10:1之间时，称短轴褶皱；长宽比超过10:1时，为线性褶皱（图2-3-7）。A图2-3-7褶皱的平面形态（据刘德良等1997）Fig.2-3-7SurfacepatternsoffoldsA为线性褶皱；B为穹隆和构造盆地3.圆柱状褶皱和非圆柱状褶皱：如果褶皱面上的所有各点都能找出平行于褶皱枢纽的线，称为圆柱状褶皱，平行枢纽的线则称为褶皱轴。不具备上述特征的褶皱称为非圆柱状褶皱。地壳中的大多数褶皱从整体上来看都是非圆柱状褶皱。三、褶皱的分类（一）褶皱分类在对褶皱的研究过程中，构造地质学家们一直试图对褶皱构造进行系统的分类，但到目前为止，远没形成综合褶皱各方面特征的统一分类方案。近年来，比较系统、便于使用而且通行的分类方案有两种。现简述如下：褶皱的位态分类Rickard（1971）根据轴面倾角，枢纽倾伏角和侧伏角三个变量绘制出一个类似岩石命名分区图的三角投影网图，并根据三角网图内各项数据的规律变化，将三角投影网图划分为七个区，分别代表七种特征的褶皱类型（图2-3-8）。直立水平褶皱轴面近于直立（倾角80°-90°），枢纽近于水平（倾伏角0°-10°）（图2-3-8中I区）。直立倾伏褶皱轴面近于直立，枢纽倾伏角10°-80°（图2-3-8中II区）。倾竖褶皱轴面和枢纽近直立，倾角和倾伏角均为80°-90°（图2-3-8中III区）W.斜歪水平褶皱轴面倾斜（倾角10°-80°），枢纽近于水平（倾伏角0°-10°）（图2-3-8中W区）。V.平卧褶皱轴面和枢纽均近水平，倾角和倾伏角0°-10°（图2-3-8中V区）图2-3-8褶皱的位态分类（据Richard,Ragan,1973及Hobbsetal.,1976综合编绘）Fig.2-3-8Foldclassificationwithoccurrenceparameters（revisedfromRichard,Ragan,1973;Hobbsetal.,1976）I-训-褶皱产状类型分区；P-枢纽极点；A-轴面投影大圆；n-褶皱面的n圆（环带）VI.斜歪倾伏褶皱轴面倾斜（倾角10°-80°），枢纽倾伏（倾伏角10°-80°）（图2-3-8中VI区）。训斜卧褶皱轴面倾角和枢纽倾伏角均为10°-80°，倾向和倾伏向一致，倾角和倾伏角大致相等，枢纽在轴面上的侧伏角为80°-90°（图2-3-8中训区）。以上七类褶皱反映了轴面和枢纽产状的连续变化系列，因此包含了自然界可以出现的各种产状的褶皱。三角投影网图上所划分的七个区，分别代表七大类型褶皱产状的变化范围。图内各区范围的大小也大致反映出该类褶皱在自然界出现的几率大小及其过渡类型的一般变化规律，其中V区范围最大，表明斜歪倾伏褶皱在地壳中最常见，它是产状变化最大的一类褶皱。 这一分类使对褶皱形态的研究从定性描述提高到半定量的水平，为应用统计方法分析褶皱形态和产状特征提供了条件。2.根据岩层厚度和等倾斜线变化的褶皱分类Ramsay（1967）根据横截面上褶皱岩层的厚度参数t和T以及等倾斜线的排列方式提出的褶皱分类方案。参数t称为正交厚度，指在横截面上岩层上下层面相同倾角（a）部位所作的与岩层面切线之间的垂直距离，因其随倾角a变化而变化，所以记作ta；而参数T称为轴面厚度，是与轴面平行的两条切线之间的距离，记作Ta。在轴面上，参数t和T为标准厚度，分别记作t0和T0。此处ta=Ta，等倾斜线是岩层上下层面具有相同倾角点的连线（图2-3-9），具体作法见（Ramsay,1967）。据此，可把褶皱分为三类五型：I类褶皱的等倾斜线向内弧呈收敛状，内弧曲率总是比外弧大，Ta>T0（图2-3-9）。可细分为三个亚型：IA型等倾斜线向内弧呈强烈收敛状，各线长短差别极大，内弧曲率远比外弧大，ta>t0，为典型的顶薄褶皱。IB型等倾斜线也向内弧收敛，并与褶皱面垂直，各线长短大致相等，ta=t0，内弧曲率仍大于外弧，为典型的平行褶皱。IC型等倾斜线向内弧轻微收敛，转折端等倾斜线比附近两翼的略长，反映两翼厚度有变薄的趋势，ta<t0，为I型平行褶皱向II类相似褶皱过渡的型式。内Ti>To外：■内t注g内Ti>To外：■内t注g0宰帅唱内Ti>To外C内to=tb曲率外.内I图2-3-9褶皱类型的等倾斜线特征(据Ramsay,1976)Fig.2-3-9Dipisogonsofdifferenttypesoffolds(fromRamsay,1976)II类等倾斜线平行且等长，内弧曲率和外弧曲率相等，Ta=T0ta<t0，为典型的相似褶皱。III类等倾斜线向外弧收敛，向内弧撒开，外弧曲率大于内弧曲率，Ta<T0，ta<t0，为典型的顶厚褶皱。Ramsay应用褶皱构造的几何数据来描述和划分褶皱类型，对褶皱形成机制的研究有一定的指导意义。（二）褶皱的组合型式在同一构造运动时期和同一构造应力作用下，成因上有联系的一系列背斜和向斜往往按一定的几何规律组合在一起，由此形成的总体褶皱样式称为褶皱的组合型式。褶皱的组合型式往往反映了区域性褶皱的成因、区域应变状态、大地构造属性及地壳运动性质等。从目前的研究结果来看，主要有三种类型的褶皱组合型式：1.复背斜和复向斜复背斜和复向斜是指褶皱内部岩层被一系列次级褶皱所复杂化的大型背斜褶皱构造和大型向斜构造。次级褶皱与主褶皱常有一定的几何关系，典型的复背斜和复向斜的次级褶皱轴面常常向主褶皱的核部收敛。而枢纽与主褶皱的枢纽平行。复背斜和复向斜在平面上往往为线性褶皱，并且限制在狭窄的地带中，是造山带内的主要褶皱样式。隔挡式褶皱和隔槽式褶皱隔挡式褶皱又称梳状褶皱或侏罗山式褶皱，由一系列平行的线性背斜和线性向斜相间组成，其中背斜窄而紧闭，形态完整而清楚；背斜之间的向斜则开阔而平缓。隔槽式褶皱与前者相反，向斜紧闭且完整，呈线性排列，背斜则平缓而开阔。这两类组合褶皱的共同特点是背斜和向斜的变形强度不同，较紧闭的褶皱和较开阔的褶皱相间排列。隔挡式褶皱在欧洲侏罗山发育完美，通称侏罗山式褶皱。关于褶皱成因，一般认为是沉积盖层沿刚性基底上的较弱层滑脱变形或薄皮式滑脱的结果日尔曼式褶皱褶皱以卵圆形穹隆或拉长的短轴背斜为主，褶皱翼部倾角平缓，或近于水平，但是规模可以很大。它们可以独立出现，不伴有相间的向斜；可以成群展布，有规律地定向排列或无序排列。在褶皱的平面排列形式上，还可表现为平行线列式、雁列式、弧形线带式等，并且可以产出于以上各类褶皱组合区，只是变形强度有不同的差异而已。四、褶皱成因分析褶皱的千变万化与褶皱成因的复杂性密切相关。褶皱成因的研究是构造地质学的重要内容，主要目的在于了解侧应力、岩石的力学性质、变形环境等诸多因素在褶皱形成过程中的作用。（一）纵弯褶皱作用受顺层挤压应力作用导致岩层弯曲而形成褶皱的作用称纵弯褶皱作用。其最大特征是岩层垂直轴向发生缩短。地壳水平运动是造成这类褶皱作用的主要条件，地壳中多数褶皱与这种褶皱作用有关。纵弯褶皱作用的基本特点是：当一岩层（或一整套岩层粘结很牢作为一个整体）受到顺层挤压应力的作用发生弯曲变形时，层面弯曲的外凸一侧处于顺层拉伸状态，而内凹一侧处于顺层压缩状态，两者之间有一既不拉伸也不压缩的无应变的中和面或中性面（图2-3-10）。当一套层状岩石受到侧向挤压时，岩层的物质运动方式、岩性的力学性质及组合特征，压扁作用对褶皱的形成和发育、褶皱样式及内部构造特征起着十分重要的作用。褶皱过程中的物质运动方式在褶皱作用过程中，岩层的弯曲往往通过顺层简单剪切作用来调节，这种顺层简单剪切作用有两种方式：弯曲滑动和弯曲流动。
图2-3-10纵弯褶皱作用的应变特征（据Ramsay,1987）Fig.2-3-10Strainpatternsduringflexuralfolding（fromRamsay）⑴弯曲滑动如果简单剪切在褶皱岩层中不连续分布，也就是说，剪切面之间具有一定厚度时，称为弯曲滑动，如此形成的褶皱称为弯滑褶皱（图2-3-11a），这种作用也因此称为弯滑褶皱作用。其特征是：主要发生在较刚性岩层并且不同岩性层被明显层面分隔的情况下；在弯曲作用下，各单层虽有中和面，但整个褶皱没有统一的中和面，各弯曲岩层面呈平行关系，形成平行褶皱或同心褶皱。变形较强时，两个刚性岩层间易在褶皱转折端部位形成虚脱现象；③弯曲滑动的结果，在岩层中形成同心剪切节理和旋转剪切节理（图2-3-12），在岩层面上形成垂直枢纽的擦痕。2-3-11弯滑褶皱（a）和弯流褶皱（b）Fig.2-3-11Flexuralslipfoldingandflexuralflowfolding（2）弯曲流动如果简单剪切在褶皱岩层中连续分布，也就是说，这一作用发生在颗粒尺度上，并导致物质流动时，则称为弯曲流动，也称为弯流褶皱作用。其特征为（图2-3-11b）:图2-3-12弯滑褶皱中的节理Fig.2-3-12Jointsformedduringflexuralslipfolding大都发生在刚性层间塑性较大的岩层内（如泥岩、页岩、盐层、煤等）。在弯曲流动作用下，层内物质发生流动，流动方向一般以两翼向转折端，从而形成顶厚褶皱或相似褶皱；由于层内物质塑性流动，在塑性岩层中可以形成线理、叶理等小型构造，甚至形成层间小褶皱，多表现为一翼短、一翼长的不对称褶皱，轴面与相邻上下岩层面的锐交角指向相邻岩层的滑动方向弯曲滑动和弯曲流动作为调节弯曲岩层内部应变的一种方式，不仅可以发生在纵弯褶皱作用过程中，也可以发生在横弯褶皱作用过程中。但在横弯褶皱作用过程中，弯曲滑动和弯曲流动对褶皱的形成和发育、褶皱样式的影响明显不同（见后文）。岩层力学性质在褶皱发育中的作用纵弯褶皱作用过程中，岩层间力学性质的差异在褶皱形成过程中起着主导作用。岩层中的各向异性是褶皱形成的基础，而各向异性的物质在变形期间的失稳是导致褶皱形成的原因。Biot和Ramberg在60年代对岩层力学性质在纵弯褶皱形成过程中的作用进行了系统分析，提出了褶皱发育的初始波长理论，阐明了初始褶皱波长与岩层厚度和粘度反差的关系。这一理论较好地解释了自然界褶皱的形态及内部构造特征，可以作为讨论纵弯褶皱作用的基础。对于单一岩层褶皱的发育机制，Biot通过实验和数学模拟，认为褶皱的初始波长与所受作用力的大小没有直接关系，而是与强硬岩层的厚度与强硬岩层与基质的粘度比有关。当岩性一致时，强硬岩层与基质的粘度比为常数，如果岩层的厚度大则其弯曲形成褶皱的波长也大。因此，一套褶皱中的各岩层因其厚度差而形成紧闭程度不同的褶皱，层厚的岩层形成褶皱宽缓，而层薄的岩层形成的褶皱相对紧闭。因此，形成不协调褶皱。而有特殊意义的是，波长与粘度的绝对值无关，这意味着，如果粘度比类似，地壳浅部层呈低韧性的岩石可能与地壳深部层次高韧性岩石具相似的褶皱方式。单层纵弯褶皱中，粘度反差的不同导致不同的褶皱形态。当强硬岩层与基质的强度反差很大时，变形初期，形成波长厚度比大的褶皱，强硬岩层的顺层缩短很小或可忽略不记，而褶皱初始的扩幅速率很大，随着整个系统逐渐压扁，褶皱面上的扩幅速率逐降低，代之以两翼岩层向轴面旋转和翼间角的变小。当进一步压扁时，翼部可能旋转超过10°而相互压紧，形成典型的肠状褶皱。当强硬岩层与基质的强度反差很小时，变形初期，形成波长厚度比小的褶皱。与高反差的情况相反，褶皱的扩幅速率很小，整个系统的侧向压缩使强硬岩层和基质一起发生明显的顺层缩短，不同物质的粘度越接近，顺层缩短越明显。随着整个系统缩短变形，顺层缩短继续进行，褶皱逐渐变得显著，但不能形成肠状褶皱，而是发育明显的圆滑和尖棱转折端相间排列的褶皱，称为尖圆褶皱。当总体收缩量很大时，大致垂直褶皱轴面方向的缩短常使褶皱转折端厚度进一步增大，并使翼部岩层变薄。在多层岩层褶皱系统中，一套强弱岩层相间所形成的褶皱，其形态不仅与各层的能干性有关，而且也取决于相邻强硬岩岩层（或能干层）的互相影响程度，后者又取决于强硬岩层间的距离及褶皱应变带的宽度。当夹于弱基质中的强硬岩层发生褶皱时，与强硬岩层相临的软弱岩层受强硬岩层的影响一起弯曲，而远离强硬岩层则以均匀的加厚调节整个系统的顺层压缩，没有受到强硬岩层褶皱弯曲的影响，强硬岩层周围受该强硬岩层纵弯所影响的软弱岩层的所造成的带状区称接触应变带。如果两强硬岩层相隔很远，超过接触应变带的范围，则两层各自弯曲而互不影响，各自形成具有与自身厚度和与基质粘度差相关的特征波长的褶皱，由此构成不协调褶皱。如果强硬岩层之间的距离很近，以使各层周围的接触应变带互相重叠，则可能出现两种类型的几何影响：各强硬岩层厚度和之间的距离大致相近，而且强弱岩层的粘度差相似，则形成协调褶皱；如果各强硬岩层的厚度不同或强弱岩层韧性差明显不同，则各个强硬岩层很可能使其自己的特征波长影响总的褶皱形式，形成多种波长的褶皱复合岩层，称为多级协调褶皱。3.压扁作用及影响岩层在发生褶皱的过程中，经常受到垂直轴面方向的挤压作用，即压扁作用。压扁作用贯穿于整个褶皱作用过程中，按褶皱发育的不同阶段可分为前褶皱压扁作用，同褶皱压扁作用和后褶皱压扁作用。前褶皱压扁作用指褶皱形成之前，即岩层受力但尚未弯曲时的压扁作用，所产生的结果是，岩层均匀缩短而厚度增大。普遍认为，岩层间的韧性差较小而平均韧性较大时，前褶皱压扁作用显著。很显然，在高温高压的环境中，前褶皱压扁作用所产生的效果要大得多。同褶皱压扁作用指岩层弯曲褶皱的同时出现的压扁作用。岩层内部各点的应变状态也随之发生变化，褶皱岩层内部各点的应变椭圆不断压扁，其长轴方位也逐渐旋转到与轴面平行的方向上（图2-3-13）。此时，在近平行于褶皱轴面方向上，就可形成新的叶理，称为轴面叶理（见第六节）。压扁越强烈，应变椭球越扁，整个褶皱也越扁平，轴面叶理也越发育。与此同时，压扁作用的的增强，褶皱层的厚度也相应发生变化，翼部岩层越压越薄，转折端的岩层则越来越厚，从而使整个褶皱从等厚向顶厚褶皱发展。系统统计同一褶皱层翼部厚度和转折端厚度与岩层倾角的关系，可以求出压扁作用造成的岩层缩短应变（参见Ramsay1987）。后褶皱压扁作用，指出现于褶皱晚期阶段的压扁作用。这个阶段，岩层不再发生进一步的弯曲，继而代之的是平行轴面的新的面状结构（轴面叶理）的形成和低韧性岩层（较刚性岩层）被拉断形成石香肠构造（或构造透镜体）和无根钩状褶皱。
在褶皱作用过程中，压扁作用的影响效果受岩层的流变学特征（或力学性质）和变形环境所控制。如果褶皱岩层整体上呈刚性（低韧性），则压扁作用的效果就不明显。如果褶皱岩层整体上显韧性，则压扁作用的效果就十分显著。图2-3-13褶皱发育过程中的压扁作用对褶皱的影响Fig.2-3-13Theeffectofflatteningduringfolding（二）横弯褶皱作用岩层受到与岩层面垂直的外力作用而发生弯曲形成褶皱的过程称为横弯褶皱作用。地壳物质的垂直升降运动是造成这种作用的地质条件，其中，岩浆的上升顶托，岩盐、石膏或粘土等低粘度、低密度易流动物质的上拱穿刺、基底的断块升降等都是导致横弯褶皱作用的重要因素。 横弯褶皱的一般特征是：（1） 受褶皱的岩层整体处于拉伸状态，各层都没有中和面。（2） 横弯褶皱作用往往形成顶薄褶皱。（3） 在横弯褶皱作用中，如果岩层呈低韧性状态，褶皱顶部的岩层则由于顺层拉伸而断裂，于背斜顶部形成地堑。如果是穹形隆起，则可形成放射状或环状正断层。（4） 在横弯褶皱作用过程中，也可发生弯滑和弯流作用，但与纵弯褶皱作用相比，滑动方式相反，所形成的褶皱多是轴面向外倾倒的平卧或斜卧不对称褶皱（图2-3-14）。图2-3-14基底隆升时两翼岩层内的小褶皱与劈理(据Dennis,1987)Fig.2-3-14Minorfoldsandcleavagedevelopmentasaresultofflowageofmantlinglayers(2,3,4)downtheflanksofarisingarchinthebasement(fromDennis,1987)底辟褶皱是地下深处的高塑性物质（岩盐、石膏等）在重力差异作用下呈圆柱状或厚塞状向上流动刺穿上覆岩层而形成的一种构造现象。底辟构造一般包括三部分：高塑性物质组成的底辟核，核内物质往往呈现复杂的塑性变形；核上构造（上覆岩层），往往是外形不规则的穹隆或短轴背斜，其内部构造特征如上述横弯褶皱的基本特征；核下构造，一般比较简单。当底辟核为岩盐时，称为岩丘构造，典型的盐丘直径2-3km，边部陡倾，可以向下延伸达几公里。内部构造通常十分复杂，大量发育紧闭陡倾伏褶皱、重褶皱和多次重褶皱现象。普遍认为，盐丘的形成是由于盐层与其上覆密度较大的围岩间密度差异所引起的浮力使盐层多次向上运动造成的结果。如果底辟核是侵入岩，岩浆上升侵入围岩，并使上覆岩层上拱形成穹隆，这种作用过程也称岩浆底辟作用。岩浆底辟作用是一种重要的地质作用，它不仅导致广泛的沉积岩层发育地区出现以岩浆岩为底辟核的穹隆形成，太古宙高级变质岩区发育的典型构造样式“卵形构造”或称“片麻岩穹隆”，也多认为与岩浆底辟作用有关（Ftetcher1972；Ramberg，1967；傅昭仁，1983；刘先文，1992）。此外，岩浆底辟作用也是一些造山前伸展体制的构造型式的基本动力（杨振升，1987）。（三）剪切褶皱作用由于切层或顺层剪切而导致褶皱形成的作用为剪切褶皱作用。为此，根据剪切作用面和参与褶皱的面状组构（层理、劈理、片理等）的关系以及剪切方向与褶皱枢纽的关系，可把剪切褶皱作用分为两类，切层剪切褶皱作用与顺层剪切褶皱作用。1.切层剪切褶皱作用即传统意义的剪切褶皱作用，也称滑褶皱作用（图2-3-15），指沿着一系列垂直或斜交岩层层面的密集叶理或破裂面发生不均匀剪切使岩层层面错动弯曲而形成褶皱的一种作用。其中，作为褶皱面的各种面状构造（层理、劈理等）仅作为反映滑动结果的被动标志，因此，又称之为被动褶皱作用。切层剪切褶皱作用的主要变形特征包括：（1）不论剪切作用面与褶皱面斜交或垂直，必定有一组透入性的面状构造（劈理、片理、片麻理等）与褶皱构造共存，这组面状构造为褶皱的轴面叶理。（2） 从理论模式看，切层剪切作用为简单剪切变形，剪切面就是褶皱中每一点应变椭球的圆切面，每一点的应变都是平面剪切应变。（3） 平行轴面方向上岩层的厚度不变，但垂直厚度在褶皱转折端变厚，在翼部减薄，形成相似褶皱或兰姆赛分类的II类褶皱。（4）褶皱岩层中没有中和面。任一剪切面上所有各点的应变都是相等的。（5）剪切面上剪切作用的方向不一定与褶皱轴直交，唯一的条件是不能与层平行。与层呈任何角度的剪切都会有褶皱发育，但如果剪切量一定，当剪切方向与褶皱枢纽垂直时，褶皱幅度最大。（6）对原来垂直剪切面的岩层来说，在褶皱枢纽线两侧的剪切方向相反。切层剪切褶皱作用是一个广为引用的经典褶皱作用模式。尽管实验研究和理论研究证实了这种剪切作用的可行性（Ramsay等，1987），但也确定了这种剪切褶皱作用的局限性，即褶皱的形成条件是：先于褶皱形成的一系列密集简单剪切面和不均匀简单剪切作用，这种条件可发生在规模较大，并且剪切应变不均匀的剪切带中。对于中浅变质岩区普遍发育的具有轴面劈理的褶皱而言，滑褶皱作用的贡献是很有限的。⑵顺层剪切褶皱作用顺层剪切褶皱作用是指平行于面状构造（层理、片理、糜棱叶理等）的简单剪切而导致早期面状构造发生褶皱的一种作用，顺层剪切褶皱作用的主要变形特征是：1）所形成的褶皱往往局限于某一固定的岩层或某一岩性层中，或者单个零星发育，或者呈数个褶皱组合的形式发育，并在纵向上或横向上延伸不远即消失。规模较小，常为手标本规模（几厘米）或露头规模（几十米、上百米）。图2-3-15理想的剪切褶皱作用模式(据Hobbsetal.,1979)Fig.2-3-15Idealshearfoldingmodel(fromHobbsetal.,1979)2）褶皱一翼长，一翼短，为不对称非圆柱状褶皱，轴面往往与褶皱周围的岩层层面等面状构造斜交。鞘褶皱是顺层剪切褶皱作用的典型褶皱型式。顺层剪切褶皱作用所形成的褶皱或者作为纵弯褶皱的内部小构造赋存于强硬岩层之间的软弱岩层之中，或者产于大型韧性剪切带之中近年来随着对韧性剪切带内褶皱构造的研究，这种顺层剪切褶皱构造的样式和成因（详见第四章第四节）也逐渐为人们认识。（四）柔流褶皱作用高塑性岩层（高塑性体）受力的作用时，呈类似粘稠的流体而发生变形形成形态复杂、褶皱要素产状变化大、不协调性普遍的流动褶皱。底辟作用形成的底辟核内的褶皱、高级变质岩石，尤其是麻粒岩相变质岩石中的褶皱都具有强烈塑性流动的特征。这种褶皱机制强调高塑性物质的流动对褶皱形成和褶皱样式的影响，与前述几种成因机制并不矛盾，但显然不是一种独立的成因机制，而是对前述几种成因机制的补充。五、叠加褶皱及其基本型式叠加褶皱又称重褶皱，是已经褶皱的岩层再次弯曲变形而形成的褶皱。多发育于变形作用强烈而复杂的地区或造山带内。就形成时间而言，叠加褶皱可以是两个以上构造旋回中的变形叠加造成的，也可以是同一构造旋回不同构造幕变形叠加的结果，甚至同一期递进变形过程中由于增量应变方位和性质的改变而造成的。总之，叠加褶皱反映了多期、多阶段变形的产物。（一）叠加褶皱基本型式叠加褶皱在许多地区的存在虽然早已发现，但是，对于叠加型式的研究却起始于20世纪50年代。在叠加褶皱发育地区，由于各期褶皱作用的方位、方式、规模和强度不同，以及岩石力学性质的差异，叠加褶皱的样式也十分复杂，类型极其繁多，因而，曾有许多对叠加褶皱样式的描述和分类。Ramsay总结的两期褶皱叠加的四种基本型式也因其系统性和全面性而广为引用，成为经典的两期褶皱叠加型式（图2-3-16）。Ramsay以早期褶皱为纵弯褶皱，后期褶皱为滑褶皱为前提提出四种基本叠加型式：.类型0无效叠加作用两期褶皱相互作用没形成一般认为叠加褶皱所具有的几何现象，所产生的三维几何特征实际上与单期变形产生的褶皱构造相似。如果两期褶皱具有相同的波长，那么最终的形态取决于两个叠加波形的同相或不同相关系。或者同相波形叠加而仅导致褶皱振幅增大（图2-3-16类型0或图2-3-17c），或者不同相波形相互抵消而使褶皱消失，或者是上述两者之间的过渡。如果两期褶皱波长不同，则可能形成各种类型的多级协调褶皱。这种叠加型式虽然从理论上存在，但目前还
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