褶皱要素、描述及分类（多图）

知自然

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一、褶皱和褶皱要素

（一）褶皱的基本类型

褶皱的基本类型有两种:一种是褶皱面向上弯曲，称为背形；另一种是褶皱面向下弯曲，称为向形。Rangan（1973）将褶皱面呈侧向弯曲而不能分出是背形或向形时，称为中性褶皱。当构成褶皱的岩层新老层序不清或褶皱面不是层理面而是不具有时代意义的其他面状构造时，也可以采用上述名称描述褶皱。如果构成褶皱的岩层新老关系明确时，则分别称其为背斜和向斜。背斜是指褶皱核部为时代较老的岩层，两侧为时代较新岩层；向斜是指褶皱核部为时代较新岩层，而两侧为较老岩层（图2-1）。由于受变形作用的影响，也可以出现褶皱面向上弯曲，但其核心由较新岩层构成的褶皱，称为向形背斜；反之，称为背形向斜（图2-2）。

图2-1 背斜和向斜在平面上和剖面上的特征

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ａ-背斜；ｂ-向斜

图2-2 重褶皱示意图

ａ-向形背斜；ｂ-背形向斜；ｍｎ-重褶皱的轴迹；1~4-岩层由老到新

（二）褶皱要素

褶皱要素是褶皱的基本组成部分，褶皱要素主要包括:核、翼、转折端、拐点、翼间角、褶轴、枢纽、轴面、轴迹、脊线、槽线等（图2-3）。

图2-3 褶皱要素示意图

（三）褶皱的产状

褶皱的产状主要由轴面和枢纽的产状确定，所以褶皱的轴面和枢纽是研究褶皱产状和形态的基本要素。

图2-5 野外可以直接测量小型褶皱的轴面和枢纽产状

二、褶皱的描述

正确地描述褶皱形态是研究褶皱的基础，不同形态的褶皱往往反映不同的形成机制。因此，在对褶皱的观察研究过程中经常从褶皱的不同方面，特别是根据褶皱在正交剖面（横截面）或平面上的形态、褶皱内部量值关系及变化、褶皱枢纽的产状、褶皱的组合型式等对其进行描述。

（一）正交剖面上褶皱的形态

1.转折端的形态

根据褶皱转折端的形态将褶皱描述为圆弧褶皱、尖棱褶皱、箱状褶皱和挠曲（图2-6）。

图2-6 转折端形态不同的几种褶皱

A-圆弧褶皱；B-尖棱褶皱；Ｃ-箱状褶皱；Ｄ-挠曲

2.翼间角的大小

根据褶皱翼间角的大小，将褶皱描述为平缓褶皱、开阔褶皱、闭合褶皱、紧闭褶皱和等斜褶皱（图2-7）。

图2-7 翼间角不同的褶皱图示

3.轴面的产状

根据褶皱轴面的产状，并结合两翼的产状，将褶皱描述为直立褶皱、斜歪褶皱、倒转褶皱、平卧褶皱、翻卷褶皱（图2-8至图2-10）。

图2-8 轴面和两翼产状不同的褶皱

A-直立褶皱；B-斜歪褶皱；Ｃ-倒转褶皱；Ｄ-平卧褶皱；Ｅ-翻卷褶皱

图2-9 倒转褶皱与平卧褶皱

A-倒转褶皱（阿曼）；B-平卧褶皱（挪威）

图2-10 褶皱的对称性

A-对称褶皱（直立褶皱）（挪威芬马克）；B-不对称褶皱（斜歪褶皱）（美国怀俄明）

4.褶皱的对称性

根据褶皱的对称性，将褶皱分为对称性褶皱和不对称性褶皱（图2-10）。

在褶皱的两翼常发育次级从属褶皱，由一翼长、一翼短的不对称性褶皱组成。根据从属褶皱形态的变化，可以判断它们所属的高一级褶皱的形态。不对称从属褶皱轴面与其上、下相邻的褶皱面或包络面所夹锐角，指示相邻岩层的相对滑动方向，从而确定这套岩层是正常层序还是倒转层序，背斜、向斜的位置（图2-11）和褶皱轴面的位置（图2-12），这种方法可以在地质填图中予以应用。

图2-11 利用从属褶皱的倒向确定岩层层序正常或倒转及背、向斜的位置

A-岩层直立；B-岩层倾斜，层序正常；Ｃ-岩层倒转

图2-12 利用褶皱两翼不对称从属褶皱确定褶皱轴面的位置

（二）褶皱内部量值关系及变化

褶皱内部某些几何量值关系及各褶皱面形态的变化，是褶皱形态描述的重要方面。可根据褶皱岩层在不同方向上厚度、弯曲形态的变化，将褶皱描述为平行褶皱、同心褶皱、相似褶皱、调和褶皱、不调和褶皱、层内褶皱和无根褶皱、卷曲褶皱和肠状褶皱（图2-13，图2-14）。

图2-13 褶皱形态类型

A-平行褶皱；B-同心褶皱；Ｃ-相似褶皱；Ｄ-调和褶皱；Ｅ-不调和褶皱；

Ｆ-层内褶皱；Ｇ-卷曲褶皱；Ｈ-肠状褶皱

图2-14 褶皱形态类型

A-平行褶皱；B-相似褶皱；Ｃ-调和褶皱、不调和褶皱（昆仑山）；

Ｄ-层内褶皱（秦岭，任军莉提供）；Ｅ-卷曲褶皱（昆仑山）；Ｆ-肠状褶皱（秦岭，任军莉提供）

（三）褶皱枢纽的产状

根据褶皱枢纽与水平面之间的夹角（θ），将褶皱描述为水平褶皱（θ＝0°~10°）、倾伏褶皱（θ＝10°~80°）和倾竖褶皱（θ＝80°~90°）（图2-15）。

图2-15 褶皱枢纽倾伏角变化的褶皱形态

A-水平褶皱；B-倾伏褶皱；Ｃ-倾竖褶皱

（四）褶皱在平面上的形态

根据褶皱在平面上的形态或在地质图上同一褶皱层面的边界在延伸方向上的长和两翼宽度之比，将褶皱描述为等轴褶皱（长宽比小于3∶1，等轴背斜又称穹隆构造，等轴向斜又称构造盆地）、短轴褶皱（长宽比介于3∶1~10∶1之间）、线状褶皱（长宽比大于10∶1）。

（五）褶皱的组合型式

在一个地区，褶皱的出现大多不是孤立的，常常呈一定的组合型式在空间上分布，研究褶皱的组合型式和分布特征，对于探讨褶皱的形成机制和变形强度在空间上的变化具有重要意义。褶皱的组合型式可以从不同方面予以描述，这里仅介绍常见的几种褶皱组合型式。

1.褶皱在平面上的组合型式

（1）平行型褶皱

平行型褶皱是指由一系列沿枢纽方向延伸较长的背斜和向斜组合而成的一种褶皱型式，它们彼此平行，与构造带方向一致，这种组合型式是由区域性水平挤压作用形成的。

（2）斜列型褶皱

斜列型褶皱又称为雁行状褶皱，由一系列呈平行斜列的短轴背斜或向斜构成（图2-16）。一般认为斜列型褶皱是由于水平力偶作用形成的。

图2-16 雁行状褶皱

A-柴达木盆地红三旱地区多级雁行状褶皱（据俞鸿年等，1986）；B-伊朗柯纳利地区的雁行状背斜

（3）弧形褶皱

弧形褶皱又称构造弧，是指一系列呈弧形排列的褶皱组合而成的一种构造型式（图2-17），一般认为它是区域性不均匀水平运动引起的。

图2-17 弧形褶皱示意图

2.褶皱在剖面上的组合型式

（1）复背斜和复向斜

复背斜和复向斜是由不同级次褶皱所组成的巨大背斜构造或巨大向斜构造。这些巨大褶皱的翼部是由一系列次级褶皱所构成，各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向主褶皱的核部收敛，次级褶皱的枢纽与主褶皱的枢纽平行（图2-18）。复背斜和复向斜是造山带根带中常见的主要构造样式，是地壳强烈挤压作用的结果，又被称为阿尔卑斯式褶皱。

图2-18 复背斜（A）和复向斜（B）

（2）隔档式、隔槽式褶皱

隔档式、隔槽式褶皱是由一系列平行的背斜和向斜相间排列的褶皱构成，如果背斜是窄的、紧闭的，向斜是平缓开阔的箱状，就称为隔档式褶皱（图2-19）；反之，就称为隔槽式褶皱（图2-20）。

图2-19 四川盆地东部的隔档式褶皱

图2-20 贵州正安及其以东地区的隔槽式褶皱

隔档式和隔槽式褶皱的成因，一般认为是沉积盖层沿刚性基底上的软弱层滑脱变形的结果，也可以是在沉积盖层中广泛发育的一系列相互平行的断层传播褶皱、断层转折褶皱或滑脱褶皱在平面上相间排列构成。这种褶皱常产于造山带前缘或前陆坳陷带中，由于其在欧洲侏罗山地区最早发现并发育完好，故也称其为侏罗山式褶皱。

三、褶皱的分类

前面介绍的有关褶皱的描述方法在一定程度上反映了褶皱的形态、产状和变形强弱的变化特征，可用于研究岩石的变形，但有时会出现错误认识。Rickard（1971）在总结前人褶皱分类的基础上，根据褶皱轴面的倾角、枢纽的倾伏角和侧伏角3个变量绘制出一个三角形投影网，并根据三角形投影网内各项数据的变化规律将其划分为7个区域，分别代表7种褶皱类型在三维空间上的产状变化特征（徐开礼等，1984）（表2-1；图2-21），图中各区范围的大小大致反映出该类褶皱在自然界出现概率的大小及其过渡类型的一般变化规律。若将一个地区统计到的每一个褶皱的轴面倾角和枢纽的倾伏角、侧伏角投影到三角形投影网中，则这一地区的优势产状和变化规律就能够显示出来。