一、褶皺構造分類方案總覽
(一)按產狀分類
1、根據褶皺軸面產狀,結合兩側產狀特點分:
直立褶皺:軸面近於直立,兩翼傾向相反,傾角近於相等;
斜立褶皺:軸面傾斜,兩翼傾向相反,傾角不相等;
倒轉褶皺:軸面傾斜,兩翼傾向相同,傾角可以相等,也可以不相同;
平臥褶皺:軸面近於水平,一翼地層正常,另一翼地層倒轉;
翻卷褶皺:軸面彎曲的平臥褶皺。
2、根據樞紐產狀,褶皺可分為:
水平褶皺:樞紐近於水平,兩翼的走向基本平行;
傾伏褶皺:樞紐傾伏(傾伏角介於10度-80度之間),兩翼走向不平行;
傾堅褶皺:樞紐近於直立。
以上:1、反應橫剖面;2、反應縱剖面
3、將1、2結合起來進行分類,即既反應橫剖面的情況,又反應縱面的情況。
①直立水平褶皺,軸面近於直立(傾角80°~90°),樞紐近於水平(0°~10°);
②直立傾伏褶皺,軸面近於直立,樞紐傾伏角10°~70°;
③傾豎褶皺,軸面和樞紐均近於直立;
④斜歪水平褶皺,軸面傾斜(傾角20°~80°),樞紐近水平;
⑤斜歪傾伏褶皺,軸面傾斜,樞紐傾伏;
⑥平臥褶皺,軸面和樞紐均近於水平;
⑦斜臥褶皺,軸面和樞紐的傾向和傾角基本一致,軸面傾角20°~80°。
(二)按形態分類
1、橫剖面的形態分類
(1)褶皺巖層的兩翼夾角大小
開闊褶皺:夾角大於70°;
中常褶皺:夾角小於70°,大於30°;
緊密褶皺,夾角小於30°;
同斜褶皺:近於0°。
(2)褶皺巖層的彎曲形態:
圓弧褶皺:巖層是圓弧形彎曲;
尖稜褶皺:兩翼巖層平整相交,轉折端呈稜角狀;
箱狀褶皺:兩翼近直立,到轉折端轉為水平;
扇形褶皺:兩翼均為倒轉,以致整個褶皺呈扇形;
撓曲褶皺:緩傾斜巖層中的一段突然變陡,形成臺階狀彎曲;
(3)根據同一褶皺巖層的厚度在褶皺不同部位的變化特點:
等厚褶皺:等斜線垂直層面,上下層面互相平行,褶皺層厚度在各處相等
頂厚褶皺:等斜線在背形中呈反扇形向外弧收斂,層的厚度在轉折端明顯大於翼部
頂薄褶皺:等斜線強烈收斂,褶皺層的厚度在轉折端比翼部的薄
相似褶皺:褶皺各層的曲率相同,各層形態相似
2、褶皺在平面上的形態分類
基於同一巖層在平面上的縱向長度和橫向寬度之比
穹隆構造:長/寬<3/1的背斜構造;
構造盆地:長/寬<1/3的向斜構造;
短軸褶皺:長/寬<1/3-10/1之間;
線狀褶皺:長/寬超過10/1.
(三)按褶皺形態的空間組合分類
1、平面上的組合類型:
平行褶皺群;
雁行褶皺群;
帚狀褶皺群;
弧形褶皺群;
2、剖面上的組合類型
復背斜和復向斜:係指褶皺兩翼被一系列次一級的褶皺所複雜化的大背斜或大向斜;
隔擋或和隔槽褶皺:一個平行褶皺群內,如果背斜呈緊密褶皺,而向斜呈開闊平緩褶皺,稱為隔擋或隔槽,四川東部的情況;
隔槽或褶皺系一系列相面排列的開闊背斜被一系列緊密向斜所隔開。
3、根據組成褶皺的各褶皺面之間的幾何關係分類
①協調褶皺,各褶皺面的彎曲形態一致或作有規律的變化,如平行褶皺和相似褶皺;
②不協調褶皺,各褶皺面的彎曲形態彼此有明顯的不同,層的厚度變化很不規則。
(四)組合形式在同一次構造變形中形成的有成因聯繫的一系列背斜和向斜組成有規律的幾何型式。褶皺的組合型式是區域構造應力場、變形時的溫壓條件和組成褶皺巖層性質的綜合反映。
代表性的組合型式有3種:
阿爾卑斯式褶皺,又稱全形褶皺。由一系列線狀褶皺組成褶皺帶,所有褶皺的走向與褶皺帶走向基本一致,背斜向斜連續波狀的同等發育,不同級別的褶皺組合成巨大的復背斜和復向斜。
侏羅山式褶皺,又稱過渡型褶皺。由一系列近於平行而間隔的褶皺組成,背斜和向斜的發育程度不同。典型的侏羅山式褶皺是背斜緊閉而明顯,但兩個背斜之間的向斜平緩開闊而不顯,褶皺層厚基本不變,為等厚褶皺,這種背斜緊閉而向斜開闊的褶皺也稱隔擋式褶皺,如中國四川的華鎣山褶皺。反之,向斜緊閉而明顯但兩個向斜之間的背斜平緩開闊並常呈箱狀的褶皺,稱為隔槽式褶皺。
日耳曼式褶皺,又稱斷續褶皺。發育於構造變形十分微弱的地臺蓋層中,以圓形的穹隆或長圓形的短軸背斜為主,翼部傾角極緩。它們可以孤立地產出於近水平的巖層中,也可以成群地出現並有規律的定向排列,如雁列式短背斜。
二、褶皺構造的判別方法褶皺構造是地質構造的重要組成部分,幾乎在所有的沉積巖及部分變質巖構成的山地都會存在不同規模的褶皺構造。小型的褶皺構造可以在一個地質剖面上窺其一個側面的完整形態;而大型構造往往長寬超過數千米到數萬米。在野外研究褶皺構造的方法有:
(一)地質方法
1. 巖層觀察與測量
必須對一個地區的巖層順序、巖性、厚度、各露頭產狀等進[2] 行測量或基本搞清楚,才能正確地分析和判斷褶曲是否存在。然後根據新老巖層對稱重複出現的特點判斷是背斜還是向斜;再根據軸面產狀、兩翼產狀以及樞紐產狀等判斷褶曲的形態(包括橫剖面、縱剖面和水平面)。
2. 野外路線考察
一是採取穿越法,即垂直巖層走向進行觀察,以便穿越所有巖層並了解巖層的順序、產狀、出露寬度及新老巖層的分布特徵。二是在穿越法的基礎上,採取追索法,即沿著某一標誌層的延伸方向進行觀察,以便了解兩翼是平行延伸還是逐漸匯合等情況。這兩種方法可以交叉使用,或以穿越法為主,追索法為輔,以便獲知褶曲構造在三維空間的形態輪廓。
(二)地貌方法
各種 軟硬薄厚不同,構造不同,在地貌上常有明顯的反映。例如,堅硬巖層常形成高山、陡崖或山脊,柔軟地層常形成緩坡或低谷,等等。與褶皺構造有關的地貌形態有:
1.水平巖層
有些水平巖層不是原始產狀,而是大型褶皺構造的一部分,例如轉折端部分,扇形褶皺的頂部或槽部,構造盆地的底部,撓曲的轉折部分等,這樣的巖層常表現為四周為斷崖峭壁的平緩臺地、方山以及構造盆地的平緩盆底。
2. 單斜巖層
大型褶曲構造的一個翼或構造盆地的邊緣部分,常表現為一系列單斜巖層。這樣的巖層,在傾向方向存在順巖層層面進行的面狀侵蝕,故地形面常與巖層坡度大體一致;而在反傾向方向進行的侵蝕,常沿著垂直裂隙呈塊體剝落,形成陡坡和峭壁。因此,如果單斜巖層傾角較小(如20°~30°),則形成一邊陡坡一邊緩坡的山,叫做單面山;如果單斜巖層傾角較大(如50°~60°),則形成兩邊皆陡峻的山,叫豬背山或豬背脊。
3. 穹窿構造、短背斜和構造盆地
前二者常形成一組或多組同心圓或橢圓式分布的山脊,如果巖層產狀平緩,裡坡陡而外坡緩。有時在這樣的地區發育成放射狀或環狀水系。在構造盆地地區,四周常為由老巖層構成的高山,至盆地底部巖層轉為平緩,並且多出現較新的巖層。如四川盆地,北部大巴山主要由古生界和前古生界巖層組成,在盆地中心則主要由中生界及新生界巖層組成。
4. 水平褶皺及傾伏褶皺
在水平褶皺地區,常沿兩翼走向形成互相平行而對稱排列的山脊和山谷。在傾伏褶皺地區,常形成弧形或「之」字形展布的山脊和山谷。
5. 背斜和向斜
地形優勢與地質構造基本一致,即形成背斜山和向斜谷。但在更多的情況下,是在背斜部位侵蝕成谷,而在向斜部位發育成山,即形成背斜谷和向斜山。這種地形與構造不相吻合的現象稱地形倒置。