如何判斷地殼褶皺多少次

① 地理中的背斜、向斜、斷層、地壘、褶皺到底怎麼區分丫

褶皺是由於地殼運動壓力而形成的連續波狀彎曲的岩層。褶皺的面向上彎曲，兩側相背傾斜，稱為背斜；褶皺面向下彎曲，兩側相向傾斜，稱為向斜。地殼岩層因受力達到一定強度而發生破裂，並沿破裂面有明顯相對移動的構造稱斷層。地殼中被兩側傾向相反的正斷層所界限而中間斷盤上升的槽形斷塊構造稱地壘。從地形的原始形態看，向斜成為谷地。但是，由於向斜槽部受到擠壓，物質堅實不易被侵蝕，經長期侵蝕後反而可能成為山嶺，相應的背斜卻會因岩石拉張易被侵蝕而形成谷地。向斜是良好的儲水構造。石油、天然氣、地下水三者比較，天然氣的密度最小，石油次之，水的密度最大，且向斜的岩層向下彎曲，即儲水。
相反，背斜是良好的儲油構造。

② 地殼運動的證據

（一）測量證據

對於地殼運動在地貌上留下的痕跡，還不可能在短期或是瞬間就能觀察得到，必須藉助一些精密的儀器進行長期的觀察和監測才能得到。前面引用美國西部聖安得烈斯斷層兩盤衛星監測的位移結果和喜馬拉雅山脈大地測量的上升結果就是很好的測量證據。

1972～1974年，法、英兩國科學家曾組織三隻潛水器對大西洋亞速爾群島西南方的大洋中脊進行考察，發現其中脊裂谷深2800m、寬3000m，並且有許多平行裂谷延伸的正斷層，斷距達幾百米。谷底溢出大量的基性熔岩，經過年齡測定不到1萬年，研究證明是海底擴張形成的新生海底。通過磁異常條帶的寬度計算，探出裂谷東側擴張速度為13.4mm/a，裂谷西側擴張速度為7.0mm/a。使用同樣方法，測到太平洋中脊在赤道附近的擴張速度平均為10mm/a。

（二）地貌標志

雖然各類地貌的形態特徵是內、外力地質作用的產物，但不同類型的地貌分布多受地殼運動的控制。一般來說，巨型地貌的形成主要受地殼運動的控制，小型地貌則以外動力地質作用為主塑造而成。如在地殼長期上升的地區，以剝蝕地貌為主，常見高山、尖峰、深谷、河流階地和多層溶洞等地貌；而在地殼長期下降的地區，則以堆積地貌為主，常見廣闊的沖積平原、低山、緩丘、寬谷和埋藏階地等地貌。

1.河流階地

河穀穀坡上形成的洪水不能淹沒的頂面較平坦的階梯狀地形，稱為河流階地。河流階地的形成大體可分為兩個階段：早期，地殼相對穩定，以側蝕作用為主的河流造成較寬的河谷，並在谷底堆積了沖積物；晚期，由於地殼上升，河流底蝕作用增強，切穿谷底，老的谷底及其沉積物已不被洪水淹沒，即形成階地（圖7-2）。若某區域地殼運動表現為上升-穩定-上升的過程，則沿河谷出現幾級階地。其中位置愈高的，形成時間愈早。為便於研究，需要對階地進行編號，通常是從河漫灘以上最低一級階地算起，由下而上，由新到老，依次稱為一級、二級、三級階地……如長江在四川盆地有五級階地；在南京附近有三級階地，著名的雨花台礫石層，就位於第三級階地之上。由此可見，階地級數的多少代表地殼活動期次的多少，級數越多，活動期次越多。

圖7-2 階地形成示意圖

（據李叔達等，1983）

a-地殼上升，河流進行底蝕作用，河谷加深；b-地殼穩定，以側蝕作用為主，河谷拓寬；c-地殼上升，河流再度下切，形成一級河流階地

根據階地組成和結構的不同，階地可以分為不同類型（圖7-3）。

圖7-3 河流階地類型

A-侵蝕階地；B-基座階地；C-內疊階地；D-上疊階地；1-不同時期的沖積物；2-現代河漫灘堆積物；3-基岩；4-河床及水位

① 侵蝕階地：由基岩構成。階地面上沒有或很少有沖積物，多形成在山區河谷。

② 基座階地：由沖積物和基岩構成。在階地陡坎上可看到基岩底座。這是由於河流下切的深度大於原先沖積層的厚度所致，顯示了後期地殼上升幅度較大的特點。

③ 堆積階地：全部由沖積物組成，階地陡坎上看不到基岩出露。表明了早期谷底發育較寬，並堆積了較厚的沖積物，後期河流下切的深度都不超過原先沖積物的厚度。該類階地按堆積物之間的相互關系可進一步分為內疊階地與上疊階地。

由階地高度和沖積層厚度，可以推斷地殼運動的幅度；由階地的級數可以判斷地殼運動的次數。因此，常把河流階地看作是現代地殼運動的標志之一。

2.岩溶地貌

在岩溶發育地區，地殼以上升趨勢為主時，則垂直岩溶地貌形態較發育；若地殼長期相對穩定時，則有利於水平岩溶地貌形態的發育。故常根據一個地區溶洞層、峰林、岩溶谷地的分布情況，判斷該地區地殼運動的發展。例如，北京西山的上方山地區，在海拔1000～700m、700～500m、500～300m高度上，分布幾級不同的溶洞層和岩溶谷地，反映自新近紀以來地殼的多次強烈抬升。

地貌標志還有很多，如海蝕階地、夷平面、斷層三角面等。又如現代珊瑚蟲根據現代珊瑚生活在高潮線到水深50m的清潔溫暖水域的習性，如果珊瑚礁在水深50m以下，則為地殼下降或海平面上升；反之，珊瑚礁暴露出海平面，則說明地殼上升或海平面下降。在我國的西沙群島一帶分布有高出海平面約15m、距今有4000年左右的珊瑚礁灰岩，說明該區域自全新世中期以來一直持續緩慢上升。在我國台灣省高雄市附近下更新統的珊瑚礁灰岩已被抬升到海平面200～350m的高處。這些都是現代地殼運動上升的標志。

一般來說，現代地殼運動在短時間內引起的地貌變化是非常小的，人們難以察覺，必須藉助精密儀器的測量和監測才能發現其變化。

（三）地質標志

1.沉積厚度的變化

利用沉積物和沉積岩的厚度變化資料可以反映出地殼升降運動的速度和幅度情況。通常我們認為淺海的深度是在200m范圍內，當淺海沉積物或沉積岩的厚度超過200m以後，則說明地殼是在不斷的下降，淺海不斷接受沉積的條件下產生的（保持淺海狀態）。當地殼下降幅度恰好為沉積物所填補，則沉積的厚度等於地殼下降的幅度。在我國燕山地區薊縣一帶，新元古代的淺海沉積岩厚達1萬多米，說明該區在新元古代時期，地殼一直處於不斷下降不斷接受沉積的淺海環境。

2.沉積相的變化

所謂沉積相是指能夠反映沉積岩或沉積物的沉積特徵、生物特徵等生成環境的綜合特徵。由於地殼運動的上升或下降，其地理環境隨之發生變化，沉積相也相應發生變化。如地殼下降，將引起海進，在同一個沉積位置，細粒度的沉積物會覆蓋在粗粒度的沉積物之上（圖7-4-A）；反之，地殼上升，引起海退，在同一個沉積位置，粗粒度的沉積物會覆蓋在細粒度的沉積物上之（圖7-4-B）。從圖中的aa′、bb′線上看沉積剖面，由下至上，沉積物的粒度粗細和岩性的顯著變化，實質上是反映了沉積環境的變化，而間接地反映了地殼運動的狀況。

圖7-4 海進層序（A）和海退層序（B）

（據李叔達等，1983）

1、2、3-海面變化位置；aa′，bb′-同一地點的垂直剖面位置

3.岩層的構造變形

構造運動常引起岩層產狀發生改變，產生褶皺、斷層等構造變形，反過來它們又是地殼運動的證據。通過對褶皺、斷層形態等特徵的分析，可以推測其受力的方向、性質、強度及應力場的分布等情況。如孤立的穹窿和高角度的正斷層的存在，可以判定該地區在褶皺和斷層形成時期曾受到地殼上升運動的作用；連續的緊密褶皺、逆掩斷層，特別是大型的推覆構造，說明該地區曾受到強烈的水平擠壓應力的作用（地殼水平運動）；大規模的引張斷陷，如裂谷、地塹等是水平引張作用產生的結果，大洋中脊裂谷是岩石圈板塊在軟流圈上反向漂移產生的結果。

總之，引起地殼運動的證據還非常多，如岩漿作用、變質作用、地層接觸關系（後述）等，在此不一一贅述。在整個地質歷史時期，地殼運動在地球上無處不在，並且留下了許多痕跡，對這些痕跡的研究也是地質工作的一項重要內容。

③ 褶皺、斷層的野外識別方法是什麼

從兩者的不同點進行識別，具體如下：

一、兩者的形成不同：

1、褶皺的形成：褶皺的形成機制與其受力方式、變形環境及岩層的變形行為密切相關。不同的形成機制在不同的條件下起作用。

2、斷層的形成：斷層是岩層或岩體順破裂面發生明顯位移的構造，斷層在地殼中廣泛發育，是地殼的最重要構造之一。在地貌上，大的斷層常常形成裂谷和陡崖，如著名的東非大裂谷、中國華山北坡大斷崖。

二、兩者的概述不同：

1、褶皺的概述：岩層在形成時，一般是水平的。岩層在構造運動作用下，因受力而發生彎曲，一個彎曲稱褶曲，如果發生的是一系列波狀的彎曲變形，就叫褶皺。

2、斷層的概述：斷層地殼受力發生斷裂，沿破裂面兩側岩塊發生顯著相對位移的構造。斷層的規模大小不等，大者沿走向延長可達上千千米，向下可切穿地殼，通常由許多斷層組成的，稱為斷裂帶；小者長以厘米計，可見於岩石標本中。

三、兩者的特點不同：

1、褶皺的特點：褶皺雖然改變了岩石的原始產狀，但岩石並未喪失其連續性和完整性。

2、斷層的特點：大小不一、規模不等，小的不足一米，大到數百、上至千米。但都破壞了岩層的連續性和完整性。在斷層帶上往往岩石破碎，易被風化侵蝕。沿斷層線常常發育為溝谷，有時出現泉或湖泊。

④ 地殼活動的蹤跡—斷層與褶皺分別理解

地球在漫長的發展歷史中，大陸板塊的漂移與分裂、碰撞對接、強烈的地震，甚至長年累月的雨水和風暴沖刷、剝蝕，這些都會在大地表面和深處留下明顯的痕跡—斷層與褶皺。

自然界里岩層的斷層是地殼構造斷裂變動產生的結果，會造成岩層發生破裂並沿斷裂面兩側發生明顯的位移，即同一岩層沿破裂面拉開發生上下或左右移動，造成同一岩層面被拉開而移動一段距離。地殼中斷層廣泛分布，種類繁多，規模不一。常用下面幾個基本斷層術語對斷層形態、空間上的分布特徵進行描述和分類。

在地質圖上，斷層線表示斷層面與地面的交線，它表明斷層延伸方向。斷層面兩側的兩個岩層塊體叫做斷層的兩個盤，相對於傾斜著的斷層面而言，斷層面上邊的叫上盤，下邊的叫下盤。人們依據斷層兩盤的位移情況，習慣上把相對上升的一盤叫上升盤，反之相對下降的一盤叫下降盤。這與上盤與下盤的概念在內涵上是有區別的。

斷距是指示斷層大小的重要數據，它一般表示兩盤相對位移的距離，可分為垂直斷距和水平斷距等。顯然，斷距大的斷層大，就像摩天大樓頂面與地面的高差遠大於平房與地面的高度一樣。

依據斷層兩盤沿斷面相對移動的方向將斷層分成三類。

正斷層 指沿傾斜斷層上盤向下滑動，形成對下盤的錯開。正斷層一般是構造在拉張應力作用下產生的，是最常見的斷層類型。如在松遼盆地、渤海灣盆地的斷層絕大多數都屬於此類斷層。

逆斷層 與上述特徵相反，是上盤沿傾斜斷面向上滑動，形成對另一盤的掩覆。當推覆作用大時形成逆掩斷層，它們常常是因地殼構造運動的擠壓應力而形成的。

平移斷層 又叫走滑斷層，它是由斷層兩盤沿斷層線的走向方向發生的相對位移，表現為平面上同一岩層的相對錯動，而垂直方向上一般沒有大的錯動。平移斷層是比較少見的一種斷層。

各種斷層示意圖

斷層與地震密切相關，可以說，有斷層的地方就有地震。日本以及我國台灣省地震多發的原因就是由於其正好處在太平洋板塊與歐亞大陸板塊交匯、碰撞的地帶，各種大大小小的斷層時有出現，地震也就頻頻發生了。斷層在人類開發礦藏，修築公路橋梁、涵洞，建築高樓大廈，搞水利建設，防治地震等地質災害的各種過程中都是必須充分重視的地質因素，如果未加防範，造成的後果不堪設想。因此，對於人類征服和改造自然來講，對斷層的研究自然是十重要的。

但對石油和天然氣藏來講，斷層具有兩重性，既有助於油、氣向油、氣藏內的運移聚集，又可把已形成的油、氣藏破壞掉。所以斷層常常是石油地質學家研究的重要對象。

當你在山地行進時，在一些修公路開辟出的石崖上會看到一些岩石一層又一層地疊合在一起，有的岩層向上彎曲，好像倒放著的一個個大鍋疊在一起，這種地質構造叫背斜褶曲。處在地下的這種背斜構造常常是儲集油氣的地方，因而是尋找石油天然氣的重要研究對象。與上述情況相反，若岩層向下彎曲時，這種褶曲叫向斜。它們兩者是形影不離的，即背斜之旁必然伴隨出現向斜。在山裡常常會看到這座山岩層向右傾斜，而旁邊另一座山的岩層向左傾斜，這種景象很可能意味著此地存在較大的背斜或向斜構造。通常可依據兩個山間地層的新老關系來確定它們，背斜中間的岩層老，向兩邊變新，而向斜則正好相反，岩層是中間新兩邊老。

大褶皺

⑤ 學習任務野外褶皺的識別與分析

對褶皺構造的識別主要是通過地質填圖來完成，具體的是先要進行遙感資料上的地貌形態、水系格局的解譯，從宏觀上來識別褶皺的存在。而在地質填圖的過程中，首先要確定褶皺的存在，再分析褶皺伴生與派生小構造，以及褶皺後產生的構造形跡、形成時代，最後分析褶皺與礦產的關系。

一、褶皺構造在地貌上的表現及水系的反映

地貌是內、外營力相互作用的結果，構造運動引起岩（地）層發生顯著變化，會產生特殊地形。

一般說，小（微）地貌是受外營力支配和岩性約束的，而區域大地貌是受區域構造運動所控制的。在野外首先看到的是地貌，所以我們可以通過以下地貌形象與水系格局來判斷褶皺構造的存在。例如：

（1）背斜成山，向斜為谷，一般挽近時期居多，如北京西山等地。

（2）地形倒置則是背斜成谷，向斜為山。

（3）地貌的對稱性，反映褶皺構造的對稱性。對稱平行排列的山脊、山谷可能為水平褶皺，而緩坡（傾向坡、長坡）相對時，則可能為向斜。反之，緩坡（傾向坡、長坡）相背時，則可能為背斜。

（4）山脊（谷）呈之字形，反映褶皺為傾伏的；山脊呈同心圓式且坡陡，可能為穹隆；反之為構造盆地。

（5）地表水系（水體是構造變動最靈敏的反映劑）的格局。若地表呈放射狀水系且水系由中心向外流則反映為穹隆構造（爆炸型）；若地表呈環狀水系，則反映為溫柔型的穹隆構造（圖4-30）；如果地表是向心水系且水系由四周向中心流則反映為構造盆地。在盆地中掘井為承壓水或可見上升泉。

圖4-30 褶皺構造在地貌上的表現

二、野外和各種圖件上確定褶皺的存在

在研究某一地區的褶皺構造時，先要將區域內已有的小比例尺地質圖、遙感圖像、各種地質勘探資料加以綜合分析。再在區域內選擇露頭條件好、交通便利的地段進行橫穿區域構造走向的剖面觀察，初步了解全區域的地層層序與總體構造特徵，從而制訂對區內構造的詳細工作計劃與實施方案。

（一）褶皺形態研究

野外地質填圖是查明地層層序、研究褶皺和區域構造的基礎，根據古生物化石與岩性特徵、沉積特徵選擇標志層是關鍵。所謂標志層指岩性、厚度穩定，並有易於識別的特殊標志（如岩性、化石等），區域上分布廣泛、橫向變化小的岩層。通過選擇標志層與地質填圖，可以了解褶皺的地面形態、規模大小及分布規律。

（二）觀察分析褶皺的出露形態

褶皺的地面出露形態不僅與褶皺本身形態、產狀和規模大小有關，而且還受到地形特徵的影響，即地形效應。

圖4-31所示為一傾伏褶皺，圖4-32所示為一斜卧褶皺，它們在不同方向的切面上所出露的形態很不相同。因此，地面或其他任何剖面上褶皺的出露形態都不一定是褶皺形態的真實反映。在野外應盡可能地從不同位置、不同方向去觀察分析，才能夠正確判斷褶皺形態。在露頭差的情況下，某些地形也可幫助判斷褶皺存在：褶皺翼部往往是傾斜岩層組成的單面山，緩坡方向為岩層的傾斜方向；褶皺核部侵蝕常較強烈，往往形成山谷或河流及泉水出露。因為軸面和樞紐產狀是確定褶皺形態和產狀的基本要素。對於露頭良好的小褶皺，有時可以從露頭上直接量得該褶皺的軸面和樞紐產狀。但對露頭不完整、規模較大的褶皺，往往需要系統地測量兩翼同一岩層的產狀，用幾何做圖或赤平投影方法才能確定其軸面和樞紐產狀。

圖4-31 傾伏褶皺在不同方位切面上出露形態示意圖

圖4-32 斜卧褶皺塊段圖

A—岩層露頭線轉折端點連線；B—箭頭所指為樞紐傾伏方向

在野外見到地層發生同斜現象（其中必有一翼倒轉但又無化石證據）時，要極力捕捉褶皺轉折端，因為轉折端處的地層層序是恆正常的，它可建立正常的地層層序。如圖4-33中，地點①處地層層序由粗到細，地點②處轉折端的地層層序由粗到細（地層層序恆正常），地點③處地層層序由細到粗，通過三個點的地層層序對比，地點①處地層層序與地點②處轉折端的地層層序相同，地點①處地層為正常層序；地點③處地層層序與地點②處轉折端的地層層序相反，則地點③處地層層序應為倒轉層序。所以此褶皺在剖面上應為倒轉背斜，平面上為傾伏倒轉褶皺。此外，平、剖面轉折端的形態具有相似性，因此識別轉折端形態有助於褶皺剖面形態的恢復。

圖4-33 某地褶皺平面地質圖

褶皺在地質圖上的分布是褶皺在地面出露形象的平面投影。在地質圖上分析褶皺，一定要注意地形的影響效應，地質圖的比例尺越大，地形影響越大。一般來說，地面起伏小、軸面近直立、樞紐傾伏較緩的對稱褶皺，地質圖上各岩層出露界線轉折端點的連線，可以代表褶皺的軸跡，其方向大致反映樞紐傾伏方向。但是，對於歪斜傾伏褶皺，尤其是斜卧褶皺和變形較復雜的褶皺，或地形復雜、起伏較大時，兩翼岩層出露界線轉折端點的連線與樞紐的方向不一致。圖4-32 表示一個斜卧褶皺。從地面（假設無起伏）上看，岩層出露界線轉折端的連線是南北向的，而樞紐的真實傾伏方向卻正東。兩者方位相差90°。

（三）編制褶皺橫剖面圖

褶皺通常具有復雜的立體形態，僅從地面或平面圖上觀察分析其形態是不夠的。地質工作者通常利用褶皺的橫剖面（即鉛直剖面）配合平面地質圖表示褶皺在剖面上的形態特徵和在一定深度內的變化，也可運用地震勘探的成果來繪制出褶皺剖面圖。

在編制剖面圖的過程中，必須考慮褶皺形態的某些變化規律，推測其深部的可能變化狀態。如等厚褶皺岩層曲率向深部略有變化，但整個褶皺不可能延伸很深；而對相似褶皺而言，在一定深度范圍內，褶皺形態則可能變化不大。

在野外充分利用地形高差的不同，選適當間距，按不同高程對同一褶皺進行路線觀測和做聯合剖面，就可觀察褶皺向深處的變化趨勢，並推測其更深部的形態。例如北京周口店太平山向斜構造向深部的延伸變化特徵如圖4-34所示，圖中Ⅰ-Ⅰ剖面位於303m高程的山頂上，為一正常向斜，而Ⅱ-Ⅱ剖面位置在周口河右岸（高程80m）。綜合表明太平山向斜實為一扇形向斜構造。

圖4-34 北京周口店太平山向斜不同高度的聯合剖面圖

（引自武漢地院，1979）

對於樞紐傾伏方向與傾伏角變化復雜的褶皺，則要劃分不同的區段，縝密分析褶皺的形態變化。在確有必要時還可編制褶皺的縱剖面圖，將縱、橫剖（截）面及平面圖綜合起來，才能充分地反映出褶皺在三度空間的整體形態變化及真實形態。

三、褶皺伴生與派生小構造的分析

岩層在褶皺變形過程中，因其各部分間的相對運動，會產生相應的伴生或派生小構造，諸如小褶皺、節理與小型斷層、層間擦痕、破碎帶、劈理與線理等。它們與主褶皺有一定依存關系，有規律地成生於主褶皺的一定部位，不同類型的伴生或派生小構造，也會從各自從不同側面反映主褶皺的特徵，所以在褶皺研究中重視對內部小構造的研究，結合主褶皺的形態、產狀、岩石力學性質和岩層厚度變化等研究，探討褶皺成因機制和變形演化規律。

主褶皺內部的次級小褶皺有兩類：一是與主褶皺有成因聯系並有一定幾何關系的小褶皺，稱為從屬小褶皺；二是與主褶皺無直接成因聯系也無一定幾何關系的小褶皺，稱為獨立小褶皺。後者是主褶皺形成之前或之後其他構造運動的產物。

從屬褶皺主要發育於能幹岩層之間的薄層不能幹岩層中，也可以發育於厚度巨大的不能幹岩層中的薄層能幹岩石中。一般說，在能幹岩層中發育劈理，而薄層、能幹岩層形成從屬褶皺。由縱彎褶皺作用形成的從屬褶皺常為不對稱褶皺。在背斜中小褶皺表現Z→M→S形，其軸面倒向呈反扇形；在向斜中則為S→W→Z形，其軸面倒向呈正扇形（圖4-35）。利用這些層間小褶皺的軸面與主褶皺層面所夾銳角間的方向來指示相鄰岩層的相對運動方向，還可利用層間小褶皺軸面的產狀與主褶皺層面的產狀關系來確定背斜和向斜的位置和岩層的相對層序（小軸面與主層面傾向相同且軸面傾角大於層面傾角為正常層序）。褶皺岩層的層間相對滑動，還會在層面上發育擦痕、階步。此外，從屬褶皺的樞紐與主褶皺樞紐平行，通過研究它就能找出主褶皺中間應變軸（B軸）的方位。

在褶皺構造的研究中，詳細研究褶皺的伴生構造，有助於分析褶皺的形成過程與發展演化史。

圖4-35 運用層間小褶皺軸面的傾向確定大褶皺類型

A—背斜（Z→M→S形）；B—向斜（S→W→Z形）

四、褶皺後產生的構造形跡分析

在統一應力作用下，形成褶皺的後期過程中，會產生符合「米」字形規則的斷裂構造（見學習情境3），這是我們構造分析「米」字形規則中最為重要的一點。如與褶皺軸向平行的縱向逆斷層或縱向小型正斷層（成生在褶皺軸部），與褶皺軸向垂直的正斷層以及與褶皺軸向斜交的左行、右行平移斷層，它們破壞褶皺的完整性，使之變得更為支離破碎（圖3-12）。

五、褶皺形成時代的分析

褶皺有的是在地質歷史中短暫的地史時期內形成的，有的是在較長的地史時期內逐漸產生的。前者常常是岩層受力而發生的褶皺，其形成時期總是與某個時期的構造運動相聯系的，可用角度不整合來分析；後者如同沉積褶皺，其形成時期是根據沉積岩相和厚度的分析來確定。

（一）角度不整合分析法

根據區域性角度不整合的形成時代確定褶皺的形成時期，即從不整合面上、下構造形態是否連續一致來推斷包括褶皺在內的各種構造的形成時代的上限和下限。如果不整合面以下的地層褶皺，而其上的地層未褶皺，則褶皺運動應發生於不整合面下伏的最新地層沉積之後和上覆最老地層沉積之前。如果不整合面上、下兩套地層均產生褶皺，則說明本地區至少發生過兩次地殼運動。這時，分析早期（一期）褶皺的形成時代可依據：不整合面上那套地層的褶皺方式單一，形態較簡單，而不整合面下的那套褶皺方式與形態更為復雜多變。那麼其形成時代的分析可根據不整合面上捲入褶皺的最老地層時代為上限，不整合面下的捲入褶皺的最新地層時代為下限。

從圖4-36中可以看出，該區發生過兩次褶皺運動：第一次表現為白堊系與侏羅系之間的角度不整合；第二次表現為新生界新近系中新統與中生界地層之間的角度不整合。

圖4-36 新疆喀拉扎山附近地質圖

（二）同位素測年法

根據與褶皺同時形成的岩漿岩侵入體的岩石同位素年齡來確定褶皺的形成時間。

（三）疊加褶皺分析法

根據褶皺的重疊現象，分析多期褶皺形成的先後順序。同一時期形成的褶皺，它們的排列組合往往呈現一定的規律，可以用統一的應力作用方式來解釋。而不同時期形成的褶皺構造，由於應力作用方式不同，先後兩套褶皺常有相互干擾或產生疊加現象（如橫跨褶皺）。據此可以判斷褶皺構造形成的先後順序。

描述褶皺的形成時代通常可根據組成褶皺地層的時代來描述，如早古生代褶皺、晚古生代褶皺、中生代褶皺等；也可根據形成褶皺的構造運動名稱來描述，如加里東期褶皺、海西期褶皺、印支期褶皺、燕山期褶皺等。

六、褶皺與礦產的關系分析

在褶皺形成過程中，在某些構造部位特別易於出現層間裂隙。在這些裂隙中，每當有中低溫礦液富集則形成層狀、似層狀礦體或礦柱。概括起來，主要類型有兩種。

（一）褶皺軸部層間裂隙破碎所控制的礦體

這類礦體常發育於背斜的轉折端處，形似馬鞍，故名鞍狀礦體，它是由於兩翼的上部岩層向上滑動，層間滑動的剪切力作用，便產生與褶皺軸面傾斜近於平行的次生張力，背斜的轉折端正是這種次生張力的集中地段，由此產生層間張開，形成良好的儲礦構造（圖4-37，圖4-38）。這種褶皺軸部層間破碎所控制的礦體常是中低溫的金、汞、重晶石等礦床。

圖4-37 某礦區的鞍狀礦體示意剖面圖

1—碳質板岩；2—泥質白雲岩；3—紫紅色砂板岩互層；4—鐵礦體；F—斷層

圖4-38 幾種不同形態的鞍狀礦體實例

（二）褶皺翼部層間破碎所控制的礦體

在褶皺形成的過程中，兩翼的岩（地）層會產生向背斜頂部的剪切力作用，其派生的張力會引起翼部地層層間張開，它是有利的儲礦構造。若後期有熱液充填，則形成似層狀礦床，如山東某銅礦的礦體。

此外，轉折端部位通常還是油氣藏、地下水資源儲集的有利地段，褶皺控制沉積礦床分布狀態，在變質岩區還控制變質礦床。由此可見，研究褶皺與礦產的關系有重要現實意義。

學習指導

自然界中的褶皺千姿百態，規模相差懸殊，它是在地殼運動過程中，岩層（體）受力發生的彎曲變形現象。許多礦產資源，以及石油、天然氣、地下水都受褶皺影響和控制。

本學習情境的重點為褶皺要素、背向斜概念、褶皺的分類與描述特徵。本學習情境的難點為褶皺構造識別與分析、閱讀分析地質圖和繪制圖切剖面。

練習與思考

1.何謂背向斜和背向形？

2.試述褶皺要素，畫圖示之。

3.為什麼會產生褶皺？

4.樞紐與脊線在何種情形下會趨同？

5.褶皺有哪些常見分類？其依據是什麼？

6.里卡德褶皺位態分類有何優點？寫出七種褶皺類型名稱。

7.試述平行褶皺、相似褶皺、頂薄褶皺的特點。

8.簡述褶皺組合型式的特點。並畫圖示之。

9.試述底辟構造的結構組成與特點。

10.簡述縱彎褶皺的特徵。

11.試述為何在野外要極力捕捉褶皺轉折端？

12.如何在地質圖上判定褶皺的存在？

13.褶皺的形成時代如何分析與確定？

⑥ 褶皺形成的基本類型

根據褶皺形態及其伴生構造所反映的褶皺形成過程，以及在形成過程中的物質運動規律和應變的分布情況，並結合模擬實驗進行理論分析，可將褶皺形成機制分為縱彎褶皺作用、橫彎褶皺作用、剪切褶皺作用及柔流褶皺作用。

1.縱彎褶皺作用

岩層受到順層擠壓力的作用而發生褶皺，稱為縱彎褶皺作用。地殼水平運動是造成這種作用的地質條件。地殼中大多數褶皺是縱彎褶皺作用形成的。圖4-28表示單層縱彎褶皺作用。在結構均一的單層板狀材料的側面上畫上幾排小圓，平板發生縱彎曲變形後小圓形態的變化反映了褶皺內部應變情況。從原來的小圓變為橢圓的分布說明彎曲層外凸的一側受到平行於彎曲面的引張而拉伸，內凹一側則受到擠壓而壓縮，二者之間的一排小圓表示了一個既無拉伸也無壓縮（無應變）的中和面（圖4-29A）。拉伸應變與壓縮應變分別向中和面逐漸減小。隨著彎曲加劇和曲率的增大，中和面的位置逐漸向核部遷移。

圖4-28 單層縱彎曲的應變分布

（據B.E.Hobbs，1971）

圖4-29 單層縱彎曲的應變狀態及內部小構造

（據M.P.Billings，1947）

當單一岩層或彼此粘結很牢成為一個整體的一套岩層受到側向擠壓形成縱彎曲時，在不同部位可能產生一系列有規律分布的內部小構造。如岩層韌性較高，外凸側會因拉伸而變薄，內凹側則因壓縮而變厚（圖4-29B）；如為較脆性的岩層，在外凸側常產生與層面正交、呈扇狀排列的楔形張節理或小型正斷層，而在內凹側因壓縮而產生逆斷層（圖4-29C）；或在一定條件下（如微層理發育）內凹側可能發生小褶皺（圖4-29D）。

當一套層狀岩石受到順層擠壓時，層面在形成褶皺的過程中起著重要的作用，以致岩層常通過下列兩種方式形成褶皺，一種方式是彎滑作用，另一種方式是彎流作用。

（1）彎滑作用

這種作用指一系列岩層通過層間滑動而彎曲成褶皺的作用。縱彎褶皺作用引起彎滑作用的主要特點是：

1）各單層有各自的中和面，而整個褶皺沒有統一的中和面。各相鄰褶皺面保持平行關系，各岩層的真厚度在褶皺的各部位基本一致，故縱彎曲引起的彎滑作用往往產生平行褶皺（圖4-29A），即ⅠB型褶皺（圖4-18）。

2）縱彎褶皺作用引起的層間滑動是有規律的，一般背斜中各相鄰的上層相對向背斜轉折端滑動，各相鄰的下層則相對向相反方向，即向相鄰向斜的轉折端滑動（圖4-30）。由於層間滑動作用，一方面強硬岩層，在翼部可能產生旋轉剪節理、同心節理（圖4-31）及層間破碎帶等，且在滑動面上留下與褶皺樞紐近直交的層面擦痕（圖4-32）；另一方面，由於兩翼的相對滑動，往往在轉折端形成空隙，造成虛脫現象，此時如有成礦物質填充則形成鞍狀礦體（圖4-33）。

圖4-30 縱彎褶皺的彎滑作用

原為垂直層面的直線，彎曲後發生錯位所反映的層間滑動特點

圖4-31 彎滑褶皺中的節理

圖4-32 彎滑褶皺中發育的層面擦痕

3）當兩個強硬岩層之間夾有層理發育的韌性岩層的條件下，發生縱彎褶皺作用，則會在層間滑動的力偶作用下，使薄層韌性岩層發生層間小褶皺。位於主褶皺翼部的層間小褶皺多為不對稱褶皺（圖4-34），小褶皺的軸面與其上、下相鄰的主褶皺面所夾銳角指示其相鄰層的相對滑動方向。除平卧褶皺和翻卷褶皺外，可以根據上述層間滑動規律來判斷岩層頂、底面，從而確定岩層層序是正常的或倒轉的以及背斜和向斜的位置（圖4-35）。

（2）彎流作用

縱彎褶皺作用指岩層彎曲變形時，不僅發生層間滑動，而且某些岩層的內部還出現物質流動現象。上、下層面對褶皺層內物質的流動起著控製作用。縱彎褶皺的彎流作用的主要變形特徵是：

1）層內物質的流動方向，自受壓的翼部流向轉折端，岩層在轉折端部位不同程度地增厚，翼部相對減薄，從而形成Ⅱ類相似褶皺或Ⅲ類頂厚褶皺（圖4-18）。

2）當軟岩層與硬岩層互層，受到順層擠壓時，硬岩層難以發生流動，仍形成平行褶皺（IB型褶皺），而軟岩層易於流動，填充了由於層間滑動形成的虛脫空隙，從而形成與硬岩層褶皺形態不同的頂厚褶皺（圖4-36）。

3）當硬岩層中夾有一大套層理發育相對易流動的韌性岩層時，物質的流動並不順其微層理發生層間差異流動，而是在主褶皺的翼部和轉折端形成從屬褶皺。這些從屬褶皺顯示了層內物質向轉折端流動的特徵（圖4-37）。

圖4-33 彎滑作用在轉折端形成的虛脫現象和鞍狀礦體

圖4-34 縱彎褶皺的彎滑作用形成的層間小褶皺

（據E.W.Spencer，1977）

箭頭表示順層滑動方向

圖4-35 利用縱彎褶皺中的層間小褶皺確定岩層產狀正常或倒轉，以及背斜、向斜位置

（據M.P.Billings，1947）

a—直立岩層；b—正常傾斜岩層；c—倒轉岩層

圖4-36 砂岩、頁岩組成的褶皺

註：砂岩成平行褶皺，頁岩成頂厚褶皺；點線為砂岩；斷線為頁岩

圖4-37 桂林甲山倒轉褶皺及其中的從屬褶皺

石灰岩形成倒轉褶皺，其間泥灰岩形成從屬褶皺

4）在側向擠壓下軟岩層發生強烈層內流動，可產生線理、劈理或片理（兼有變質作用）等小構造；如其間夾有脆性薄岩層，還可形成構造透鏡體和無根褶皺等（圖4-38）。

2.橫彎褶皺作用

岩層受到和層面垂直的外力作用而發生的褶皺，稱為橫彎褶皺作用。地殼差異升降運動，岩漿或岩鹽的底闢作用以及同沉積褶皺作用所形成的褶皺都屬於橫彎褶皺。與縱彎褶皺作用相比，這種褶皺作用是較為次要的。

橫彎褶皺作用也會引起彎滑作用和彎流作用，但是，它們與縱彎褶皺作用有明顯的不同，其特點如下：

圖4-38 彎流褶皺的內部構造

①厚層硅質灰岩；②炭質板岩夾薄層硅質灰岩；③順層流劈理；④順層剪裂面；⑤張節理；⑥由硅質灰岩形成的構造透鏡體；⑦翼部剪節理；⑧反扇形流劈理

（1）橫彎褶皺的岩層整體處於拉伸狀態，一般不存在中和面，其應力跡線如圖4-39所示。

（2）橫彎褶皺作用往往形成頂薄褶皺（即IA型褶皺），尤其由於岩漿侵入或高韌性岩體上拱造成的穹隆更是如此（圖4-40），在這種情況下，頂部不僅因拉伸而變薄，而且還可能造成放射狀斷裂或同心圓狀環形斷裂，如為礦液充填，就會形成放射狀或環狀礦體。

（3）橫彎褶皺作用引起的彎流作用使岩層物質從彎曲的頂部向翼部流動，易於形成頂薄褶皺。韌性岩層在翼部由於重力作用和層間差異流動可能會形成軸面向外傾倒的層間小褶皺，其軸面與主褶皺的上、下層面的銳夾角指示上層順傾向滑動，下層逆傾向滑動（圖4-40）。

圖4-39 橫彎褶皺中的應力跡線

（據馬瑾等，1965）

圖4-40 橫彎褶皺作用引起的彎流作用

（據J.D.Dennis，改繪）

虛線代表σ₁，點線代表σ₃

注意層間小褶皺軸面產狀正好與縱彎滑引起的層間小褶皺軸面產狀相反。1—弧形隆起基底；2、3、4—泥質岩層

3.剪切褶皺作用

剪切褶皺作用又稱滑褶皺作用，這種作用使岩層沿著一系列與層面不平行的密集劈理面發生差異滑動而形成「褶皺」（圖4-41）。原始層面（S₀）在這種褶皺作用中已不起控製作用，只是反映滑動結果的標志，故這種褶皺作用又稱為被動褶皺作用。

剪切褶皺作用的主要特點是：

（1）在橫剖面上平行軸面（也是滑動面）方向所量得的褶皺不同部位的層的「厚度」都基本相等，故剪切褶皺作用形成褶皺為典型的相似褶皺（圖4-41）。

（2）剪切褶皺作用所形成的褶皺並非岩層面真正發生了彎曲變形，而是層面沿密集的平行劈理或片理面發生差異滑動而顯現出彎曲的外貌（圖4-42）。

圖4-41 剪切褶皺作用形成的相似褶皺

（據E.S.Hills）

大箭頭示剪切作用方向；小箭頭示平行軸面量的「厚度」

圖4-42 剪切褶皺作用模式圖

（3）垂直軸面方向岩層的長度，在褶皺前與褶皺後保持不變，如圖4-41，OL=O′L′。

（4）剪切褶皺作用形成的褶皺是岩層沿剪切面差異滑動結果，所以在褶皺軸面兩側的相對剪切方向是相反的（圖4-42）。

在變質岩中劈理和片理特別發育，因此，剪切褶皺作用多發生在變質岩區。它往往使層理或前期的劈理、片理錯動成鋸齒形或其他形態的褶皺。

4.柔流褶皺作用

柔流褶皺作用是指高韌性岩石（如岩鹽、石膏或煤層等）或岩石處於高溫高壓環境下變成高韌性體，受到外力的作用，而發生類似於粘稠流體的流動變形，從而形成復雜多變的褶皺。如鹽丘構造的底辟核的膏鹽層就是一種形態復雜的柔流褶皺（圖4-20）。變質岩或混合岩化的岩體中有些長英質脈岩受力流變而成的腸狀褶皺（圖4-43），也是一種柔流褶皺。腸狀褶皺在深變質岩中是很普遍的一種構造現象。這類腸狀褶皺或者是早期侵位的岩脈在圍岩發生變形和變質過程中發生流變而形成；或者是在強烈變形時期，貫入到褶皺岩層中的脈岩，後來又與圍岩一起變形而成。

應當指出的是，柔流褶皺作用與上述受層理控制的彎流褶皺作用常有互相過渡的現象，如有些煤層經受強烈的彎流褶皺作用時，煤層發生柔流，突破層面的限制，在局部地段形成腸狀褶皺，造成煤層在一處變厚，在另一處變薄或尖滅現象（圖4-44）。在煤礦勘探、開采中應注意這個問題。

圖4-43 腸狀褶皺

圖4-44 萍鄉青山礦5-6線剖面

⑦ 地球的皺紋是什麼

人臉上的皺紋是飽經風霜的見證，地球上的褶皺是地球經歷億萬年動盪留下的痕跡。大家知道，一塊堅硬的鋼板，只要施加足夠大的外力，也會彎曲甚至斷裂。所以，即使由堅硬岩層組成的地殼，在一定條件下，也會發生扭曲褶皺。

堅硬的岩層具有彈性，當它受到地殼運動的強烈擠壓、拉張的扭曲時，會把內力慢慢地在岩層里聚集起來，就像我們拉張彈弓一樣。年長日久，這個力越聚越大，最後終於超過了岩層本身的強度，使得岩層承受不了而發生變曲甚至斷裂。地質學上把這種岩層由於受到水平方向力的擠壓而發生波狀彎曲但未失去連續性和完整性的現象稱為摺皺。

褶皺有多種形式，最基本的是向斜和背斜兩種。

向斜褶皺是指岩層「大波紋」中向下彎曲的部分。向斜中間部分的岩層時代較新，兩側愈變愈老。背斜褶皺是指岩層「大波紋」中間上隆起的部分。背斜中間部分的岩層時代較老，兩側愈變愈新。在一般情況下，背斜形成山峰，向斜形成谷地。但有時往往相反。因為褶皺形成後，如果地殼再次經歷強烈的動盪，那麼這些褶皺會再次受到擠壓甚至倒置，或者向斜被抬升、背斜被降低，因此出現了十分復雜的地質情況。凡是向斜成山、背斜成谷現象，稱為「地形倒置」，或「負地形」。世界上有許多著名的山脈都是由地殼褶皺運動形成的。從歐洲的阿爾卑斯山到亞洲的喜馬拉雅山一帶，是世界上最長的一條東西向褶皺帶，其中包括高加索山脈、興都庫什山脈等。

褶皺構造常常與大型油田聯系在一起。有時，大的背斜能形成穹窿狀構造，就像把地殼「擠」出一座圓形倉庫，它的內部成了良好的「儲油罐」。世界上許多油田開采者都在抽取這種「油罐」中的石油，我國的大慶油田就是其中之一。

⑧ 如何確定褶皺形成時代

一般通過區域性角度不整合來確定褶皺形成的時間范圍。原始水平岩層在構造應力的作用下發生彎曲，形成褶皺，同時伴隨著地殼的上升運動。進入相對穩定時期，褶皺底層接受風化剝蝕，形成風化剝蝕面，若地殼重新下降，就會在風化剝蝕面上沉積新的水平岩層，從而形成了岩層的角度不整合。顯然，褶皺的形成時代在最新褶皺岩層（即不整合面下伏最新褶皺岩層）沉積之後的不整合面上覆最老岩層沉積之前。