十种地质构造图解

1、图解:褶皱层近等厚弯曲,由中心向外,褶皱面的曲率半径逐渐增大,曲率变小,外弧圆滑,内弧紧闭。(采集人:中国地质大学教工  中国地质大学博物馆1982年收藏)

3、形态与结构

等厚性:褶皱核部、翼部和转折端的岩层厚度均保持不变,各层弯曲形态呈同心状,曲率中心一致。

层间滑动主导:岩层通过顺层滑动实现弯曲,无明显塑性流动或物质迁移。

形态变化规律:靠近弯曲中心的岩层褶皱更紧闭(曲率大),远离中心则逐渐平缓(曲率小)。

4、与其他褶皱类型的区别

5、地质意义

(1)构造环境指示:平行褶皱的发育反映区域低应变强度和均匀挤压应力场,常见于未经历强烈变质作用的沉积盆地。

3、地质意义

(1)构造环境指示:相似褶皱的发育表明区域经历了强烈挤压或剪切变形,常见于造山带或活动断裂带。

3、形态与结构

(1)厚度变化

转折端增厚:岩层在弯曲的顶端(转折端)因物质流动或塑性迁移而堆积,形成明显增厚的区域。

翼部减薄:两翼岩层在挤压或剪切作用下被拉伸,厚度较原始状态变薄。

视厚度均一:若沿褶皱轴面方向测量(平行于轴面),岩层的视厚度在褶皱各部位保持一致,但真厚度因转折端增厚而差异显著。

等斜线特征:褶皱内部的等斜线(相同倾角的连线)向外弧(褶皱外侧)收敛,呈倒扇状分布,反映外弧曲率大于内弧曲率。

相似弯曲:各褶皱面的曲率相同,但无共同的曲率中心,褶皱形态在不同深度保持一致。

1、图解:褶皱两翼变形强度有差异,一翼被拉断呈勾状,转折端加厚,具Ic型褶皱特点。(采集人:中国地质大学教工  中国地质大学博物馆1982年收藏)

3、形态与结构

(1)几何特征

钩状转折端:褶皱转折端尖锐弯曲,形似钩状,与两翼岩层脱离,形成孤立或半孤立的结构。

翼部拉薄:褶皱两翼因强烈压扁作用被拉伸变薄,甚至完全断开,导致转折端与翼部分离。

基质包裹:钩状褶皱常被非能干岩层(如页岩)包裹,基质中可见压溶作用形成的缝合线或不溶残余物。

(2)显微特征

压溶作用:在灰岩等岩层中,钩状褶皱的转折端可能充填方解石脉,反映压溶作用下的物质迁移。

构造透镜体:翼部拉断后可能形成透镜状岩块或构造透镜体,与基质界面呈剪切接触。

4、地质意义

(1)构造环境指示:钩状褶皱的发育表明区域经历了强烈构造置换和非均匀剪切变形,常见于造山带或基底断裂活动区。

(2)工程地质风险:钩状褶皱的转折端与翼部脱离部位可能形成软弱带或渗流通道,需在隧道工程中评估其稳定性;翼部的构造透镜体可能成为岩体失稳的潜在滑移面。

(3)资源勘探应用:钩状褶皱的转折端常充填矿脉(如方解石、石英脉),可能成为金属矿床的富集部位;在油气勘探中,钩状褶皱的孤立性可能影响储层连通性,需结合三维地震资料分析。

2、定义:不协调褶皱(Disharmonic Folds)是指同一褶皱构造中,各岩层的弯曲形态、褶皱波长、转折端形态等几何特征明显不一致,甚至出现突变的现象。例如,相邻岩层可能分别表现为圆弧状、尖棱状或箱状弯曲,且层间无规律可循。

3、典型特征

力学性质差异大:组成褶皱的岩层中,强硬层(如砂岩、灰岩)与软弱层(如泥岩、页岩)的力学性质差异显著,导致变形行为不同。

独立变形:各岩层在统一应力场下独立变形,形成各自的特征波长和形态,缺乏整体协调性。

突变性:褶皱形态在不同层位间可能突然变化,例如上层为圆弧褶皱,下层变为尖棱褶皱。

4、地质意义

(1)构造演化分析:不协调褶皱反映了岩层的原始力学分层性和古应力场特征。例如,强、弱岩层的组合可指示区域构造活动中的分层变形机制。

(2)资源勘探:不协调褶皱的转折端常因虚脱作用形成空隙,可能成为矿液运移通道(如石英脉或鞍状矿体)。

(3)工程地质风险:岩层变形的不协调性可能导致局部应力集中,增加滑坡或岩体失稳风险。

5、实例与对比

典型实例:在川东北地区,早、晚两期褶皱的叠加作用导致岩层形成不协调褶皱,反映了北西-南东向和北东-南西向两期挤压应力场的转换。

与协调褶皱的对比:

不协调褶皱的研究为解析古应力场方向、岩石流变学性质及区域构造演化提供了重要线索。例如,通过分析褶皱波长与岩层厚度的关系,可反演古应力大小及岩石粘度比。此外,其在油气储层中的虚脱空间和矿化作用也具有实际应用价值。

2、定义:复式褶皱(Composite Fold)是指由多级次、规模不等的褶皱共同组成的大型背斜或向斜构造。

多级嵌套结构:主褶皱(如复背斜或复向斜)的两翼发育密集的次级小褶皱,这些小褶皱的轴面通常向主褶皱核部收敛。例如,复背斜的次级褶皱核部地层年龄较老,而向两翼逐渐变新;复向斜则相反。

协调性与规律性:次级褶皱与主褶皱的走向一致,排列有序,常呈平行或斜列分布,体现统一的应力场作用。

区域展布特征:复式褶皱通常呈带状延伸,长度可达数十至数百公里,是造山带(如阿尔卑斯山脉)的典型构造形式。

4、分类与典型组合形式

根据次级褶皱的排列规律及主褶皱形态,复式褶皱可分为以下几类:

(1)阿尔卑斯式褶皱(全形褶皱)

特征:复背斜与复向斜相间排列,次级褶皱布满全区,走向与构造带一致,背斜紧闭、向斜开阔。

实例:阿尔卑斯山脉的复式褶皱带,次级褶皱轴面向主褶皱核部收敛。

特征:背斜紧闭、向斜宽缓(隔档式褶皱)或向斜紧闭、背斜宽缓(隔槽式褶皱),常见于基底滑脱控制的薄皮构造区。

实例:川东隔档式褶皱带,背斜核部由强硬砂岩构成,两翼发育次级小向斜。

特征:次级短轴背斜或向斜呈平行斜列,反映区域性剪切应力作用。

实例:柴达木盆地红三旱地区的多级雁行褶皱。

5、地质意义

构造演化分析:复式褶皱记录了多期构造运动的叠加过程,通过分析次级褶皱的几何特征(如轴面产状、枢纽倾伏角),可反演区域应力场演化史。

资源勘探:复背斜核部常形成穹隆构造,是油气聚集的有利部位(如川东天然气田);次级褶皱转折端的虚脱空间可能成为矿液运移通道(如石英脉或鞍状矿体)。

工程地质风险:复式褶皱的复杂结构可能导致岩层破碎带发育,增加滑坡或隧道施工的难度。

一系列小褶皱构成一更高级褶皱,两翼次级小褶皱为不对称'N'形及'S'型,核部为对称的'M'型。(采集人:中国地质大学教工  中国地质大学博物馆1982年收藏)

1、图解:早期褶皱为不协调紧闭褶皱,褶皱两翼总体夹角小于30度;晚期褶皱为开阔褶皱,使早期褶皱轴面发生圆弧状弯曲。(采集人:中国地质大学教工  中国地质大学博物馆1982年收藏)

2、定义:叠加褶皱(Superimposed Folds)又称重褶皱或复合褶皱,指岩层(或面状构造)经历两次或多次褶皱作用后,后期褶皱与早期褶皱相互叠加的现象。其典型特征包括:

多期变形叠加:早期褶皱的几何形态(如轴面、枢纽)被后期构造运动重新弯曲或改造,形成复杂的干扰格式(如穹隆、盆地、蘑菇形等)。

力学继承性:后期褶皱的变形方式受早期褶皱的力学性质(如岩层能干性差异)和几何形态控制。

时空多样性:可形成于不同构造旋回(如加里东期与燕山期),或同一旋回内的多幕变形(如燕山期早、晚阶段)。

4、分类与典型类型

根据两期褶皱的几何关系,叠加褶皱可分为以下类型(以J.G.兰姆赛分类为基础)

5、地质意义

构造演化解析:通过分析叠加褶皱的干扰格式,可反演区域应力场方向变化及构造事件序列。例如,黔西南地区燕山-喜山期四期褶皱叠加记录了板块碰撞与陆内造山过程。

资源勘探指导:叠加褶皱转折端的虚脱空间常为矿液运移通道(如石英脉、鞍状矿体);复背斜核部的穹隆构造是油气聚集的有利部位(如川东天然气田)。

工程风险预警:叠加褶皱区岩层破碎带发育,易引发滑坡或隧道塌方(如贵州区域性断裂切割的复杂块体)。

6、实例与识别方法

(1)典型实例:

川东隔档式褶皱:早期侏罗山式褶皱被后期北东向应力叠加,形成背斜紧闭、向斜宽缓的隔档式构造。

阿尔卑斯复背斜:多期近东西向挤压形成复式背斜,次级褶皱轴面向核部收敛,反映板块俯冲-碰撞过程。

(2)识别标志:

野外观察:地层重复对称性异常、枢纽倾伏角突变、多期面理(如劈理)交切。

数值模拟:利用有限元法重建多期应变叠加过程,验证干扰格式的形成机制。

早期为等斜褶皱,两翼平行,转折端强烈加厚。晚期为开阔褶皱,晚期褶皱枢纽与早期褶皱枢纽近平行,发生共轴叠加。(采集人:中国地质大学教工  中国地质大学博物馆1982年收藏)

2、定义:尖圆褶皱在横剖面上表现为圆顶(舌状)与尖顶交替排列的波状结构。

圆顶褶皱(舌状褶皱):波长较大,形态宽缓,多由强硬岩层(如砂岩、灰岩)向软弱岩层(如页岩、板岩)偏移形成。

尖顶褶皱:波长较小,转折端呈尖棱状,由软弱岩层向强硬岩层楔入形成。

实例:砂岩与板岩界面常见此类褶皱,形成的“窗棂构造”是其典型代表。

4、地质意义

构造应力场指示:尖圆褶皱的形态可反映区域挤压应力方向和岩层流变学性质。

资源勘探线索:尖顶褶皱的转折端常因虚脱作用形成空隙,可能成为矿液运移通道(如石英脉或鞍状矿体)。

变质变形研究:常见于中低级变质岩区(如板岩带),是分析递进变形的重要标志。

5、与其他褶皱的对比

1、图解:为石英岩中的W型对称褶皱。中部褶皱较紧闭,向两侧逐渐开阔,褶皱转折端加厚,翼部减薄。(采集人:中国地质大学教工)

2、形态特征

(1)对称性:W型对称褶皱的两翼等长,轴面与褶皱中面垂直,呈镜像对称分布。其形态在正交剖面上表现为中部褶皱紧闭(翼间角较小),向两侧逐渐开阔(翼间角增大),形似字母“W”的连续波浪状。

(2)岩层厚度变化:转折端加厚:强硬岩层(如石英岩)在褶皱转折端因塑性流动形成顶厚褶皱,岩层厚度显著增加;翼部减薄:翼部岩层因受拉伸作用而减薄,常见于较软弱的岩层(如铁质层)中。

3、地质意义

4、与其他褶皱的对比

十、不对称褶皱 Unsymmetrical  fold

3、主要特征

(1)两翼不等长:褶皱的两翼岩层在延伸方向和倾角上存在明显差异,长翼与短翼的几何形态不对称,常表现为一翼陡峭、另一翼平缓。

5、地质意义

(1)构造演化分析:不对称褶皱的倒向性和轴面倾斜方向可反演古应力场方向,例如S型褶皱指示左行剪切应力作用。

3、主要特征

4、分类与典型实例

5、地质意义

(1)构造演化解析:非圆柱状褶皱记录了多期应力叠加或递进变形过程,通过分析其几何形态(如枢纽倾伏角、轴面产状)可反演区域构造演化史。

THE END