01 什麼是褶皺?
我們生活中見到的大部分山脈都是褶皺山脈。巖層在構造運動作用下,因受力而發生塑性形變,從而形成的一系列波狀彎曲叫作褶皺,一個彎曲稱褶曲。
在一些地表被侵蝕,植被覆蓋較低的山體,可以直觀地為我們展示出山體的褶皺——巖層與水平面呈一定夾角。
地質作用是個緩慢的過程,我們無法直接展現褶皺形成過程,教師可以在課堂上用不同顏色的橡皮泥代表不同底層,再對其施加外力,模擬褶皺的形成。
02 背斜與向斜
巖層如果向上拱起,就形成背斜;向下彎曲就是向斜。你能判斷出下面這幅圖哪裡是背斜,哪裡是向斜嗎?
實際上,大部分時候我們是看不到完整的巖層走向的,那我們要如何判斷其構造類型呢?另一個方法就是看巖層的新老程度。
沉積巖是地表物質沉積後固結成巖而成的,先形成的巖層就在下面。如上圖所示,水平面的巖層,如果中間巖層老(先形成)兩翼新則為背斜,如果中間新(後形成)兩翼老則為向斜。
教師在教授此部分內容,還可以把模型切開,讓學生觀察同一平面的巖層新老關係。
03 背斜成谷,向斜成山
在現實中,背斜巖層向上拱起並不意味著地表就是山嶺,許多時候背斜會形成山谷,而向斜會形成山嶺。
位於四川的四姑娘山的一座山峰就是典型的向斜成山。
我們同樣可以用橡皮泥模型來演示「向斜成山,背斜成谷」的原理。
當巖層未發生彎曲時,巖層水平方向受力均勻。
當巖層向上拱起,背斜頂部會受到往兩側擴張的力量,頂部巖石受張力易破碎,從而進一步被外力侵蝕。許多採石場就會選擇在背斜。
當巖層向下彎曲,巖層底部受兩側的擠壓,在向斜中部由於巖石擠壓會使得巖石硬度大,不易被侵蝕。當周圍巖石被侵蝕,向斜中部得以保存,就形成向斜山。
04 背斜與向斜的實踐應用
向斜與背斜的判定對生產實踐也有重要意義,在同一巖層中,水、油天然氣一般會如何分布呢?
我們可以選擇一個半透明的帶著周的水管,在裡面注入有藍墨水的水、植物油,觀察其分布。
這個模擬實驗中的藍色水、植物油與空氣可以與地下水、石油、天然氣對應起來。由於密度不同,背斜中部一般為石油與天然氣,向斜則可能有豐富的地下水。所以要去背斜找油氣資源,去向斜打井取地下水。